Question

【題目】乙酸乙酯是重要的有機合成中間體，廣泛應用于化學工業(yè)。實驗室利用下圖A裝置制備乙酸乙酯。

(1)若實驗中用乙酸和含18O的乙醇作用，該反應的化學方程式是：______．與教材采用的實驗裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是______．

(2)為了證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學利用上圖所示裝置進行了以下4個實驗．實驗開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實驗結束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機層的厚度，實驗記錄如下：

實驗編號	試管I中的試劑	試管II中的試劑	有機層的厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸 1mL18molL-1濃硫酸	飽和Na2CO3	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸 3mL2molL-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸		0.6

①實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H+對酯化反應具有催化作用．實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是______mL和______molL-1。

②分析實驗______(填實驗編號)的數(shù)據(jù)，可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。

(3)若現(xiàn)有乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應得到88g乙酸乙酯，試計算該反應的產(chǎn)率為______。

(4)為充分利用反應物，甲、乙兩位同學分別設計了如圖甲、乙兩個裝置(乙同學待反應完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產(chǎn)物)．你認為最合理的是______。

Answer 1

【答案】CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O 冷凝和防止倒吸 3 4 AC 66.7% 乙

【解析】

實驗室制取乙酸乙酯是由乙酸和乙醇在濃硫酸作催化劑加熱的條件下發(fā)生反應制取乙酸乙酯，實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H+對酯化反應具有催化作用。C、D中氫離子濃度應該相等。A、C加入不同濃度的硫酸，分析實驗A、C的數(shù)據(jù)，判斷提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率的措施。利用實際產(chǎn)物的質(zhì)量除以理論產(chǎn)量得到產(chǎn)率。圖甲、乙兩個裝置，圖乙裝置的原料利用率較高，據(jù)此分析。

(1)若實驗中用乙酸和含18O的乙醇作用，酸失去羥基，醇失去羥基上的氫原子，該反應的化學方程式是CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O；與教材采用的實驗裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，可以增大氣體的吸收面積，其作用是冷凝和防止倒吸；

(2) ①實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H+對酯化反應具有催化作用，所取酸的體積和濃度應該相同，由于實驗C使用3mL2molL-1H2SO4，氫離子的濃度為2molL-1×2=4molL-1，實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4molL-1；

②分析實驗AC的數(shù)據(jù)，濃硫酸的濃度越高，得到的酯的量越多，可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率；

(3)乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應得到88g乙酸乙酯，發(fā)生化學反應方程式為：

經(jīng)分析乙醇過量，乙酸的量不足，用乙酸的質(zhì)量計算乙酸乙酯的質(zhì)量，設得到的乙酸乙酯的質(zhì)量為x，，得到x=132g，產(chǎn)率為=66.7%；

(4) 圖中甲、乙兩個裝置的不同點為，乙裝置能將易揮發(fā)的反應物乙酸和乙醇冷凝回流到反應容器中，繼續(xù)反應，而甲不可，所以最合理的是乙。