题目内容

19.“酒是陈的香”,是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯.某兴趣小组用无水乙醇和冰醋酸制备乙酸乙酯,相关物质的数据如下:
物质乙醇乙酸乙酸乙酯
分子量466088
沸点(℃)78.5117.977.1
密度(g/cm3)0.7891.050.90
实验步骤如下:
①在试管里加入3mL乙醇;然后一边摇动,一边慢慢
加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸.再加入少量沸石.
②按照图示连接装置,水浴加热,使蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上.
③待小试管中收集约3mL产物时停止加热,撤出小试管并用力振荡,然后静置待其分层.
④分离出纯净的乙酸乙酯2.3mL.
(1)实验室制备乙酸乙酯的化学方程式为:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O
该反应的类型为取代反应;浓硫酸在此反应中的作用是催化剂和吸水剂.
(2)步骤①中加入沸石的目的是防止暴沸;步骤②采用水浴的优点是受热均匀.长导管的作用是冷凝回流.
(3)步骤③中饱和碳酸钠的作用是BD
A、中和乙酸和乙醇                   
B、中和乙酸并吸收部分乙醇
C、加速酯的生成,提高酯的产率
D、乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分层析出.
(4)步骤④中需要用到的关键仪器是分液漏斗,乙酸乙酯应该从该仪器的上部流出(选择)
A、下部流出          B、上部流出          C、都可以
(5)计算可得乙酸乙酯的产率为67.2%(产率=实际产量/理论产量,保留三位有效数字)
(6)随着科技水平的提高,工业上生产乙酸乙酯时产率可能会不断提高.请问产率是否有可能达到100%不能(填“有可能”或“不可能”),理由是该反应是可逆反应,反应物不可能完全转化成生成物.

分析 (1)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,结合反应特点确定反应类型,浓硫酸是催化剂和吸水剂;
(2)加沸石可以防止暴沸,水浴加热可以使受热均匀,长导管的作用是冷凝回流;
(3)饱和碳酸钠的作用是吸收乙醇、与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
(4)根据分液操作以及分液漏斗的使用特点来回答;
(5)产率=$\frac{实际质量}{理论质量}$×100%;
(6)可逆反应不能进行完全,据此回答.

解答 解:(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O,属于取代反应,浓硫酸在此反应中的作用是催化剂和吸水剂;
故答案为:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O;取代反应;催化剂和吸水剂;
(2)加沸石可以防止暴沸,水浴加热可以使受热均匀,长导管的作用是冷凝回流;故答案为:防止暴沸;受热均匀;冷凝回流;
(3)吸收乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯;
故选BD;
(4)分液需要用到的关键仪器是分液漏斗,乙酸乙酯密度小,在分液漏斗的上层,应该从该仪器的上部流出,故答案为:分液漏斗;上部流出;
(5)消耗乙醇的质量是0.789×3g=2.367g,消耗乙酸质量是1.05×2g=2.1g,所以会有乙醇剩余,乙酸全部反应,
CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O;
  60               46                        88
2.1g   
理论产生乙酸乙酯的质量=$\frac{88×2.1}{60}$g=3.08g,所以产率=$\frac{2.3×0.9}{3.08}$×100%≈67.2%,故答案为:67.2%;
(6)该实验中,若用3mol乙醇和1mol乙酸,在浓硫酸作用下加热,充分反应后,不能生成1mol乙酸乙酯,因为生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,1mol乙酸不能完全变成生成物,
故答案为:不能;该反应是可逆反应,反应物不可能完全转化成生成物.

点评 本题考查了乙酸乙酯的制备方法、可逆反应特点,题目难度中等,注意掌握乙酸乙酯的反应原理及制备方法,明确可逆反应特点,浓硫酸、饱和碳酸钠溶液、长导管在酯化反应中的作用为考查的热点,要求学生熟练掌握.

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