4. 酯是重要的有機(jī)合成中間體.請回答下列問題: (1)實驗室制取……查看更多

 

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酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、粘合劑及印刷、紡織等工業(yè).乙酸乙酯的實驗室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng):CH3COOH+C2H5OH 
濃硫酸
CH3COOC2H5+H2O
請根據(jù)要求回答下列問題:
(1)若用右圖所示裝置來制備少量的乙酸乙酯,其中飽和碳酸鈉溶液的作用是
吸收乙醇、中和乙酸及降低乙酸乙酯在水中的溶解度
吸收乙醇、中和乙酸及降低乙酸乙酯在水中的溶解度

(2)此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑,可能會造成
產(chǎn)生大量的酸性廢液
產(chǎn)生大量的酸性廢液
、
部分原料炭化
部分原料炭化
等問題.
(3)在圖所示的裝置中進(jìn)行50mL 0.50mol/L醋酸與50mL 0.55mol/L NaOH溶液的中和反應(yīng).通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算反應(yīng)熱.回答下列問題:
①從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是
環(huán)形玻璃攪拌棒
環(huán)形玻璃攪拌棒
;
②在題述反應(yīng)條件下,測得反應(yīng)前醋酸和NaOH溶液的溫度均為25.43℃,反應(yīng)后混合溶液的溫度為28.73℃.已知反應(yīng)前醋酸
和NaOH溶液的密度均為1.0g?cm-3,反應(yīng)后混合溶液的比熱容為c=4.18J/(g?℃).試寫出中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-55.18kJ?mol
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-55.18kJ?mol

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酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、粘合劑及印刷、紡織等工業(yè).表格中給出了一些物質(zhì)的物理常數(shù),請回答下列問題:
物質(zhì) 室溫下色、態(tài) 密度(g/ml) 熔點(℃) 沸點(℃)
苯甲酸 白色固體 1.2659 122 249
甲醇 無色液體 0.7915 -97.8 64.65
苯甲酸甲酯 無色液體 1.0888 -12.3 199.6
乙酸 無色液體 \ 16.6 117.9
乙醇 無色液體 \ -117.3 78.5
乙酸乙酯 無色液體 \ 83.6 77.1
(1)乙酸乙酯的實驗室制法常采用如下反應(yīng):

CH3COOH+C2H5OH 
H2SO4
CH3COOC2H5+H2O
圖1為課本上制取乙酸乙酯的實驗裝置圖,
①在制取乙酸乙酯時,為提高原料乙酸的利用率所采取的措施有:增大乙醇的濃度;使用濃硫酸作催化劑和吸水劑,使平衡正向移動;
不斷小火加熱蒸出產(chǎn)品乙酸乙酯(三者中其沸點最低),使平衡不斷正向移動,提高原料利用率
不斷小火加熱蒸出產(chǎn)品乙酸乙酯(三者中其沸點最低),使平衡不斷正向移動,提高原料利用率
等.
②在裝置B部分,導(dǎo)管不能伸入溶液中的原因是
防止倒吸
防止倒吸
;用飽和Na2CO3溶液而不用NaOH溶液來接收乙酸乙酯的原因是
NaOH溶液會使乙酸乙酯水解
NaOH溶液會使乙酸乙酯水解

③反應(yīng)結(jié)束后從所得混合溶液中分離出乙酸乙酯所用的儀器是
分液漏斗
分液漏斗
,因乙酸乙酯易揮發(fā),所以在振蕩操作過程中要注意
放氣操作
放氣操作

(2)實驗室用苯甲酸和甲醇反應(yīng)制取苯甲酸甲酯時用了圖2所示裝置(畫圖時省略了鐵夾、導(dǎo)管等儀器):
①實驗室制備苯甲酸甲酯的化學(xué)方程式為:

②此裝置中的冷凝管起著冷凝回流的作用,水流應(yīng)從
a
a
口進(jìn)入冷凝效果好(選填“a”或“b”);試簡要分析實驗室制取苯甲酸甲酯為什么不同樣使用制取乙酸乙酯的裝置的原因:
原料甲醇的沸點低于苯甲酸甲酯的沸點,如果還是使用制備乙酸乙酯的發(fā)
生裝置,首先會使原料大量蒸餾出去,實驗效率大大降低
原料甲醇的沸點低于苯甲酸甲酯的沸點,如果還是使用制備乙酸乙酯的發(fā)
生裝置,首先會使原料大量蒸餾出去,實驗效率大大降低

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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)。實驗室用無水乙醇與乙酸制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式如下:

CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K          。

(2)為證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學(xué)利用右圖所示裝置進(jìn)行了以下四個實驗,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(jié)束后充分振蕩試管Ⅱ再測有機(jī)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實驗D的目的是與實驗C相對照,證明H對酯化反應(yīng)具有催化作用。實驗D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是      mL和          mol/L。

②分析實驗       (填實驗編號)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                 。

③加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率,但實驗發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低,可能的原因是                                                 

 

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酯是重要的有機(jī)合成中間體,請回答下列問題:
(1)實驗室制取乙酸乙酯的實驗中,燒瓶中除加入乙醇、濃硫酸和無水乙酸外,還應(yīng)放入碎瓷片,其目的是     。燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為          。
(2)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有           、             等。
(3)錐形瓶內(nèi)收集的乙酸乙酯粗產(chǎn)品中所含雜質(zhì)
主要有                              。
(4)實驗時可觀察到錐形瓶中有氣泡產(chǎn)生,
用離子方程式表示產(chǎn)生氣泡的原因:          。
(5)此反應(yīng)以濃硫酸作為催化劑,可能會造成產(chǎn)生大量酸性廢液,催化劑重復(fù)使用困難等問題�,F(xiàn)代研究表明質(zhì)子酸離子液體可作此反應(yīng)的催化劑,實驗數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合):

同一反應(yīng)時間
同一反應(yīng)溫度
反應(yīng)溫度/℃
轉(zhuǎn)化率(%)
選擇性(%)
反應(yīng)時間/h
轉(zhuǎn)化率(%)
選擇性(%)
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.7
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
(說明:選擇性100%表示反應(yīng)生成的產(chǎn)物是乙酸乙酯和水)
根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列_________(填編號),為該反應(yīng)的最佳條件。
A.120℃,4hB.80℃,2hC.60℃,4hD.40℃,3h

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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)。實驗室用無水乙醇與乙酸制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式如下:

CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K          。

(2)為證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學(xué)利用右圖所示裝置進(jìn)行了以下四個實驗,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(jié)束后充分振蕩試管Ⅱ再測有機(jī)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實驗D的目的是與實驗C相對照,證明H對酯化反應(yīng)具有催化作用。實驗D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是      mL和         mol/L。

②分析實驗       (填實驗編號)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                。

③加熱有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率,但實驗發(fā)現(xiàn)溫度過高乙酸乙酯的產(chǎn)率反而降低,可能的原因是                                                 。

 

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