Question

10．乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)．為證明濃硫酸在實(shí)
驗(yàn)室制備乙酸乙酯反應(yīng)中起催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用如圖所示裝置進(jìn)行了以下四個實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩試管2，再測有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn) 編號	試管1中的試劑	試管2中試劑	測得有機(jī)層的厚度/cm
A	2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L濃硫酸	飽和碳酸鈉溶液	5.0
B	3mL乙醇、2mL乙酸		0.1
C	3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol/L硫酸		1.2
D	3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸		1.2

（1）如果用CH₃COOH和C₂H₅¹⁸OH進(jìn)行反應(yīng)制備乙酸乙酯，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₃COOH+C₂H₅¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O．
（2）干燥管在上述實(shí)驗(yàn)中的作用冷凝，防倒吸．
（3）實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對照，證明H⁺對酯化反應(yīng)具有催化作用．實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是6mL和6mol/L．
（4）分析實(shí)驗(yàn)AC（填實(shí)驗(yàn)編號）的數(shù)據(jù)，可以推測出濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產(chǎn)率的原因是濃硫酸可以吸收產(chǎn)物中的水，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酯化反應(yīng)原理可知，羧酸脫去羥基醇脫氫；
（2）試管Ⅱ中的試劑用于吸收乙酸乙酯，通常使用飽和碳酸鈉溶液；球形干燥管容積較大，利于乙酸乙酯充分與空氣進(jìn)行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用；
（3）對比試驗(yàn)關(guān)鍵是要采用控制變量，即控制一個變量，其它條件不變，所以可以從控制變量的角度來分析解答；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)A和實(shí)驗(yàn)C的數(shù)據(jù)進(jìn)行解答；水在酯化反應(yīng)中為生成物，從生成物對化學(xué)平衡的影響角度分析．

解答 解：（1）由于酯化反應(yīng)中，羧酸脫去的是羥基，故 乙酸乙酯中的氧原子含有¹⁸O，反應(yīng)方程式為CH₃COOH+C₂H₅¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+C₂H₅¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
（2）球形干燥管容積較大，使乙酸乙酯充分與空氣進(jìn)行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用，
故答案為：冷凝，防倒吸；
（3）本題是研究實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C相對照，證明H⁺對酯化反應(yīng)具有催化作用的條件，題中采用了一個變量，實(shí)驗(yàn)C3mol•L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D鹽酸，所以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，實(shí)驗(yàn)C3mL乙醇、2mL乙酸、3mol•L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，鹽酸體積為6mL，實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為6mol•L^-1，
故答案為：6；6；
（4）對照實(shí)驗(yàn)A和C可知：試管Ⅰ中試劑實(shí)驗(yàn)A加的是濃硫酸，濃硫酸具有吸水性，實(shí)驗(yàn)B加入的是稀硫酸，硫酸的物質(zhì)的量相同，試管Ⅱ中試劑中測得有機(jī)層乙酸乙酯的厚度，實(shí)驗(yàn)A為5.0cm，而實(shí)驗(yàn)C只有1.2cm，說明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率；酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸收酯化反應(yīng)生成的水，降低了生成物濃度，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動，
故答案為：AC；濃硫酸可以吸收產(chǎn)物中的水，使平衡向生成乙酸乙酯方向移動．

點(diǎn)評 本題考查了乙酸乙酯的制備方法、溫度對反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響等知識，題目難度中等，注意把握乙酸乙酯的制備原理和實(shí)驗(yàn)方法，明確影響反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的因素．