题目内容
【题目】乙酸乙酯是应用非常广泛的有机溶剂，主要用于涂料、油墨、粘合剂、胶片、医药、化工、电子、化妆品及食品行业等。实验室可用乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯。
(1)为判断乙酸乙酯中与乙基(-CH2CH3)相连的氧原子的来源，请没计一种可进行判别的方案__________。(无需给出实验装置实验步骤，只需给出设计思想)。
(2)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用下图所示装置进行以下四个实验，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：
编号 | 试管I中的试剂 | 有机层厚度/cm |
A | 3mL乙醇、2mL乙酸、1mL18mol/L浓硫酸 | 3.0 |
B | 3mL乙醇、2mL乙酸 | 0.1 |
C | 3mL乙醇、2mL乙酸、6mL3mol/L硫酸 | 1.2 |
D | 3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
①试管II中试剂的名称为_______，其作用是__________。
②分析比较实验_____(填实验编号)的数据，可推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。
③分析比较实验C、D，证明对酯化反应具有催化作用的是H+。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是_______mL和_____mol/L。
(3)现代化工生产探索以CH3CHO为原料，用(CH3CH2O)3Al作催化剂，合成乙酸乙酯：2CH3CHO
CH3COOCH2CH3
在实验室中进行该实验时，不同条件下的实验结果如下表所示：
实验序号 | 催化剂用量/g | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 副产物/% | 选择性/% | 转化率/% |
1 | 0.368 | 6.5-2 | 52 | 0.35 | 99.9 | 99.6 |
2 | 0.278 | 10-0.5 | 52 | 0.12 | 99.81 | 95.39 |
3 | 0.368 | 6.5-2 | 12 | 0.1 | 99.8 | 99.7 |
4 | 0.368 | 10-0.5 | 52 | 0.8 | 99.5 | 97.3 |
（注）选择性：转化的CH3CHO中生成CH3COOCH2CH3的百分比。
下列说法正确的是_______(填编号)。
A.用乙醛合成乙酸乙酯，可减少“工业三废”的排放
B.温度越高反应速率越快，乙醛的转化率越高
C.用乙醛合成乙酸乙酯的反应时间控制在12h为宜
D.催化剂用量不会影响合成反应的选择性转化率
E.(CH3CH2O)3Al是乙醛制乙酸乙酯的高效催化剂
【答案】 用含18O的乙醇与乙酸反应，检验18O出现在水中还是出现在乙酸乙酯中 饱和碳酸钠溶液 降低酯的溶解度，除去未反应的乙酸和乙醇 A 6 6 ACE
【解析】(1)判断乙酸乙酯中与乙基(-CH2CH3)相连的氧原子的来源，设计方案为：用含18O的乙醇与乙酸反应，检验18O出现在水中还是出现在乙酸乙酯中；(2) ①试管II中试剂的名称为饱和碳酸钠溶液，其作用是降低酯的溶解度，除去未反应的乙酸和乙醇；②②对照实验A和B可知：试管Ⅰ中试剂实验A比实验B多1mL18mol·L-1 浓硫酸，但是试管Ⅱ中试剂中测得有机层乙酸乙酯的厚度，实验A为3.0cm，而实验B只有0.1cm，故答案为：A；③本题是研究实验D与实验C相对照，证明H+对酯化反应具有催化作用的条件，题中采用了一个变量，实验C3mol/L H2SO4，实验D盐酸，所以达到实验目的，实验D与实验C中H+的浓度一样，实验C3mL乙醇、2mL乙酸、3mol/L H2SO4，实验D3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸，要保证溶液体积一致，才能保证乙醇、乙酸的浓度不变，盐酸体积为6mL，实验D与实验C中H+的浓度一样，所以盐酸的浓度为6mol/L；(3) A.用乙醛合成乙酸乙酯，可减少乙醛的排放，则减少“工业三废”的排放，选项A正确；B.温度越高反应速率越快，但乙醛易挥发温度太高不利于转化率的提高，选项B错误；C.由表中数据可知用乙醛合成乙酸乙酯的反应时间控制在12h为宜，此条件下选择性和转化率都很高，选项C正确；D.催化剂用量会影响合成反应的选择性转化率，选项D错误；E.由表中数据可知，(CH3CH2O)3Al是乙醛制乙酸乙酯的高效催化剂，选项E正确。答案选ACE。
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【题目】甲醇是重要的化工原料，发展前景广阔。
（1）利用甲醇可制成微生物燃料电池（利用微生物将化学能直接转化成电能的装置）。某微生物燃料电池装置如右图所示：A极是________极（填“正”或“负”），其电极反应式是________。
（2）研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应：
I．CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1
II．CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
①反应I的化学平衡常数表达式K＝________。
②有利于提高反应I中 CO2的平衡转化率的措施有________（填序号）。
a．使用催化剂 b．加压 c．增大CO2和H2的初始投料比
③研究温度对于甲醇产率的影响。在210 ℃~290 ℃，保持原料气中CO2和H2的投料比不变，按一定流速通过催化剂甲，主要发生反应I，得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如右图所示。
ΔH1________0（填“＞”、“＝”或“＜”），其依据是________。
④某实验控制压强一定，CO2和H2初始投料比一定，按一定流速通过催化剂乙，经过相同时间测得如下实验数据（反应未达到平衡状态）：
T（K） | CO2实际转化率（%） | 甲醇选择性（%）【注】 |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
【注】甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，其原因是________。
【题目】（1）将等体积、等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈_________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，溶液中[Na+]______[CH3COO-](填“>” “<”或“=”)。
（2）常温下，pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液呈__________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，溶液中[Na+]______[CH3COO-](填“>” “<”或“=”)。
（3）物质的量浓度相等的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈_______________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，醋酸溶液的体积______(填“>” “<”或“=”)氢氧化钠溶液的体积。
（4）将mmol·L-1的醋酸和nmol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，则醋酸溶液中c(H+)_______氢氧化钠溶液中c(OH-)(填“>” “<”或“=”)，m与n的大小关系式_____________________。
【答案】 碱性 > 酸性 < 中性 > < m>n
【解析】本题主要考查弱酸电离及其盐类水解。
（1）将等体积、等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，形成醋酸钠溶液，醋酸钠水解使溶液呈碱性，溶液中电荷守恒：[H+]+[Na+]=[CH3COO-]+[OH-]，且碱性溶液中，[H+]<[OH-]，所以[Na+]>[CH3COO-]。
（2）醋酸难电离，常温下，pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后，由于醋酸浓度较大而剩余，醋酸电离使溶液呈酸性，溶液中电荷守恒：[H+]+[Na+]=[CH3COO-]+[OH-]，且酸性溶液中，[H+]>[OH-]，所以[Na+]<[CH3COO-]。
（3）物质的量浓度相等的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中电荷守恒：[H+]+[Na+]=[CH3COO-]+[OH-]，由于溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，所以[H+]=[OH-]，则混合后溶液呈中性，与（1）比较可知醋酸溶液的体积>氢氧化钠溶液的体积。
（4）将mmol·L-1的醋酸和nmol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，由于醋酸难电离，则醋酸溶液中c(H+)<氢氧化钠溶液中c(OH-)，与（1）比较可知m与n的大小关系式为m>n。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】某温度(T℃)下的溶液中，[H+]=10-xmol·L-1，[OH-]=10-y mol·L-1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：
（1）此温度下，水的离子积KW=______________，则该温度T________25℃(填“>” “<”或“=”)。
（2）在此温度下，向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸，测得混合溶液的部分pH 如下表所示：
实验序号 | Ba(OH)2溶液的体积/mL | 盐酸的体积/mL | 溶液的pH |
① | 22.00 | 0.00 | 8 |
② | 22.00 | 18.00 | 7 |
③ | 22.00 | 22.00 | 6 |
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a=________， 实验②中由水电离产生的[OH-]=______mol·L-1。
（3）在此温度下，将0.1mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：
甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
0.1 mol·L-1Ba(OH)2溶液体积/mL | 10 | 10 | 10 | 10 |
0.1 mol L-l NaHSO4溶液体积/mL | 5 | 10 | 15 | 20 |
①按丁方式混合后，所得溶液显__________性(填“酸”“碱”或“中”)。
②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：____________________ 。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH 为_____________。
（4）在25 ℃下，将a mol·L-1的NaCN溶液与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合，反应后测得溶液pH=7，则a________(填“>” “<”或“=”)0.01；用含a的代数式表示HCN 的电离常数Ka=___________。
