Question

9．在實驗室，可以用如圖所示的裝置制取乙酸乙酯．請回答下列問題：
（1）左側(cè)試管中需加濃硫酸做催化劑 和吸水劑，
右側(cè)試管中盛放的試劑是飽和的碳酸鈉溶液其作用是吸收乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度
右側(cè)導(dǎo)氣管的下端不能插入液面以下，其目的是防止倒吸．
（2）寫出實驗室用乙醇和乙酸制取乙酸乙酯的化學反應(yīng)方程式
CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{加熱}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（3）該反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)，若不把生成的乙酸乙酯及時蒸餾 出來，反應(yīng)一段時間后，就會達到化學平衡狀態(tài)．下列能說明該反應(yīng)已達到化學平衡狀態(tài)的有②④ （填序號）．
①單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水；
②單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸；
③單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸；
④混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化．
（4）事實證明，此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑，也存在缺陷，其原因可能是BD
A．濃硫酸易揮發(fā)，以致不能重復(fù)使用．
B．會使部分原料炭化
C．濃硫酸具有吸水性
D．會造成環(huán)境污染．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在濃硫酸做催化劑、吸水劑作用下加熱生成乙酸乙酯；乙酸、乙醇易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，依據(jù)乙醇易溶于水，乙酸能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng)的性質(zhì)判斷碳酸鈉的作用；導(dǎo)管伸入液面下可能發(fā)生倒吸；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸做催化劑、吸水劑作用下加熱生成乙酸乙酯和水，據(jù)此書寫方程式；
（3）酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時一定滿足正逆反應(yīng)速率相等、各組分的濃度不變，據(jù)此對各選項進行判斷；
（4）濃硫酸具有脫水性容易使乙醇、乙酸發(fā)生脫水反應(yīng)生成黑色碳，與炭反應(yīng)生成二氧化硫污染氣體．

解答 解：（1）乙酸與乙醇在濃硫酸做催化劑、吸水劑作用下加熱生成乙酸乙酯；
制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸乙酯的香味；溶解揮發(fā)出來的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，便于聞乙酸乙酯的香味；
導(dǎo)管不能插入溶液中，導(dǎo)管要插在飽和碳酸鈉溶液的液面上，伸入液面下可能發(fā)生倒吸；
故答案為：催化劑；飽和碳酸鈉溶液；吸收乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；倒吸；
（2）乙酸與乙醇在濃硫酸做催化劑、吸水劑作用下加熱生成乙酸乙酯和水，方程式為：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{加熱}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{加熱}^{濃硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
（3））①化學反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比，無論是否達到平衡狀態(tài)，都存在單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水，故①錯誤；
②單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故②正確；
③表示的都是正反應(yīng)速率，無法判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，則無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，故③錯誤；
④混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，說明達到平衡狀態(tài)，故④正確；
故答案為：②④；
（4）A、濃硫酸是難揮發(fā)性酸，故A不符合；
B、會使部分原料乙酸、乙醇炭化，故B符合；
C、濃硫酸的吸水性是有利于酯化反應(yīng)．促進平衡正向進行，故C不符合；
D、濃硫酸和碳等物質(zhì)反應(yīng)生成二氧化硫等污染氣體，造成環(huán)境污染，故D符合；
故答案為：BD．

點評 本題考查了乙酸乙酯的制取方法、化學平衡狀態(tài)的判斷，題目難度中等，注意掌握酯化反應(yīng)原理及實驗操作方法方法，明確化學平衡狀態(tài)的特征及判斷方法．