题目内容
【题目】乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。某学生在实验室利用下图的实验装置制备乙酸乙酯并研究其反应条件。
物质 | 沸点/C | 密度/gcm3 |
乙醇 | 78.0 | 0.79 |
乙酸 | 117.9 | 1.05 |
乙酸乙酯 | 77.5 | 0.90 |
异戊醇 | 131 | 0.8123 |
乙酸异戊酯 | 142 | 0.8670 |
实验步骤如下：
① 配制反应混合液：2mL浓H2SO4、3mL乙醇、2mL乙酸
② 按图连接实验装置并检验气密性
③ 分别在试管1、试管2中加入反应液
④ 用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min
⑤ 分离提纯乙酸乙酯
（1）在试管1中加入物质分别是：______________（按着加入的先后顺序写出名称），乙醇过量的目的是：_______________；
（2）该反应的平衡常数表达式K＝______________；
（3）试管Ⅱ中所盛试剂为___________，欲将其物质分离使用的仪器为___________，在充分振荡的过程中，发生的反应为________________；
（4）为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用右图所示装置进行了以下四个实验，实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：
实验编号 | 试管Ⅰ中的试剂 | 测得有机层的厚度/cm |
A | 2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L浓硫酸 | 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、盐酸 | 1.2 |
①实验D的目的是与实验C相对照，证明H＋对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是_________mL和_________mol/L；
②分析实验________（填实验编号）的数据，可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是____________；
③加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是_______________；
（5）若利用该装置制备乙酸异戊酯，产物将主要在装置中_______的得到，那么产率会_____（“较高”或“偏低”）；
【答案】（1）沸石、3mL乙醇、2mL浓H2SO4、2mL乙酸，提高乙酸的转化率；（2） K=
；（3）饱和碳酸钠溶液，分液漏斗； 2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa + CO2↑＋H2O；（4）① 6，6；② A、C，浓H2SO4可以吸收酯化反应中生成的水，降低了生成物的浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动；③ 大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系；温度过高发生其他反应；（5）试管1，低。
【解析】
试题分析：（1）根据装置图，需要沸石，防止暴沸，沸石是固体，因此先加沸石，乙醇的密度小于硫酸，因此再加乙醇，然后加浓硫酸，最后加乙酸，乙醇过量的原因：根据勒夏特列原理，增加反应物的浓度，平衡向正反应方向进行，提高产量，增加乙酸的转化率；（2）化学平衡常数：达到平衡，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，K=
；（3）试管II中盛放的试剂为饱和碳酸钠溶液，碳酸钠的作用是：降低乙酸乙酯在溶液的溶解度使之析出，出现分层，采用分液方法进行分离，用分液漏斗；乙酸的酸性强于碳酸，发生：2CH3COOH+Na2CO3===2CH3COONa + CO2↑＋H2O；（4）①对照实验其他条件相同，因此应加入6mL6mol·L－1盐酸；②根据勒夏特列原理，要求其他条件不变，浓硫酸吸水性影响实验，因此是A、C两个实验做对照实验，浓H2SO4可以吸收酯化反应中生成的水，降低了生成物的浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动；③乙醇和乙酸易挥发，高温下有大量的乙醇和乙酸挥发，造成乙酸乙酯的产率降低；（5）乙酸异戊酯的沸点高，在加热条件下，乙酸异戊酯不易挥发，因此在试管1产生，产率会偏低，因为有大量的乙酸和异戊酯，因此产率会偏低。
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