Question

8．將15mL無(wú)水酒精、10mL濃硫酸、10mL冰醋酸混合后置于圖裝置中進(jìn)行反應(yīng)，定期測(cè)定生成酯的量，數(shù)據(jù)如表．回答下列問(wèn)題：

時(shí)間（min）	20	40	60	80	100	120
酯的厚度（mm）	4	6	7	7.5	8	8

（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）圓底燒瓶上方長(zhǎng)玻璃管的作用是平衡氣壓，冷凝回流，圓底燒瓶中加的固體物質(zhì)是沸石或碎瓷片，作用是防止暴沸．
（3）前20min生成酯的厚度比以后每20min要大，原因是開(kāi)始反應(yīng)物濃度大，反應(yīng)速率快．
（4）若每1mm酯的質(zhì)量均為0.088g，則前40min內(nèi)乙醇的反應(yīng)速率為0.00015mol/min．
（5）達(dá)到平衡時(shí)乙醇（密度0.78g/mL）的轉(zhuǎn)化率為31.5%（保留一位小數(shù)）．欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有分離出乙酸乙酯或增加乙醇的量（寫(xiě)一種即可）．

Answer 1

分析 （1）乙醇和乙酸在濃H₂SO₄做催化劑的條件下生成乙酸乙酯，酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，該反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，且為可逆反應(yīng)；
（2）長(zhǎng)導(dǎo)管起導(dǎo)氣，平衡氣壓，冷凝蒸氣的作用；沸點(diǎn)低的液體加熱要加碎瓷片，防止暴沸；
（3）反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度在逐漸減�。�
（4）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$、v=$\frac{n}{△t}$計(jì)算；
（5）轉(zhuǎn)化率=$\frac{已經(jīng)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{原開(kāi)始的物質(zhì)的量}$×100%，欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，需平衡正向移動(dòng)，可分離出乙酸乙酯或增加乙醇的量．

解答 解：（1）羧酸與醇發(fā)生的酯化反應(yīng)中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結(jié)合生成水，其它基團(tuán)相互結(jié)合生成酯，同時(shí)該反應(yīng)可逆，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案為：C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
（2）乙酸和乙醇易揮發(fā)，裝置中長(zhǎng)導(dǎo)管的主要作用是：長(zhǎng)導(dǎo)管起導(dǎo)氣，平衡氣壓，冷凝蒸氣的作用，液體乙酸乙醇沸點(diǎn)低，加入沸石（碎瓷片），可以通過(guò)沸石（碎瓷片）孔隙凝聚蒸汽，使成為氣泡浮出，防止暴沸，
故答案為：平衡氣壓，冷凝回流；沸石或碎瓷片；防止暴沸；
（3）前20min開(kāi)始反應(yīng)物濃度大，反應(yīng)速率快，以后每20min，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢，生成酯的厚度不及前20min，
故答案為：開(kāi)始反應(yīng)物濃度大，反應(yīng)速率快；
（4）若每1mm酯的質(zhì)量均為0.088g，則前40min內(nèi)酯的厚度為6×0.088g，乙酸乙酯的物質(zhì)的量為n=$\frac{6×0.088g}{88g/mol}$=6×10^-3 mol，
v=$\frac{n}{△t}$=$\frac{6×1{0}^{-3}mol}{40min}$=0.00015 mol/min，
故答案為：0.00015；
（5）將15mL無(wú)水酒精放入容器進(jìn)行反應(yīng)，乙醇（密度0.78g/mL）開(kāi)始乙醇的物質(zhì)的量為n=$\frac{0.78g/mL×15mL}{46g/mol}$，達(dá)到平衡時(shí)乙酸乙酯的物質(zhì)的量為n=8×10^-3 mol，消耗乙醇為8×10^-3 mol，則轉(zhuǎn)化率=$\frac{已經(jīng)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量}{原開(kāi)始的物質(zhì)的量}$×100%=$\frac{8{×}^{-3}}{\frac{0.78×15}{46}}$≈31.5%，欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，需平衡正向移動(dòng)，可分離出產(chǎn)品或增加反應(yīng)物的濃度，即分離出乙酸乙酯或增加乙醇的量，
故答案為：31.5；分離出乙酸乙酯或增加乙醇的量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查乙酸乙酯的制備，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理，明確反應(yīng)過(guò)程中濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液的作用，試題培養(yǎng)了學(xué)生分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．