题目内容
酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O。请根据要求回答下列问题:
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(1)试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL,正确的加入顺序及操作是
________________________________________________________________________。
(2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是
________________________________________________________________________。
(3)实验中加热试管a的目的是:①__________________;
②________________________________________________________________________。
(4)此反应以浓硫酸为催化剂,可能会造成____________、____________________等问题。
(5)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
| 同一反应时间 | 同一反应温度 | ||||
| 反应温度/℃ | 转化率/% | 选择性/% | 反应时间/h | 转化率/% | 选择性/% |
| 40 | 77.8 | 100 | 2 | 80.2 | 100 |
| 60 | 92.3 | 100 | 3 | 87.8 | 100 |
| 80 | 92.6 | 100 | 4 | 92.3 | 100 |
| 120 | 94.5 | 98.7 | 6 | 93.0 | 100 |
| 选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据,下列________(填字母)为该反应的最佳条件。
A.120 ℃,4 h B.80 ℃,2 h
C.60 ℃,4 h D.40 ℃,3 h
②当反应温度达到120 ℃时,反应选择性降低的原因可能为
________________________________________________________________________。
解析:(1)液体混合一般应将密度大的液体加入到密度小的液体中。(2)加沸石或碎瓷片可防止液体暴沸。(3)该酯化反应为可逆反应,升温可加快反应速率。及时将乙酸乙酯蒸出,减小生成物浓度,使平衡向正反应方向移动,有利于乙酸乙酯的生成。(4)从催化剂重复利用、产物的污染、原料被炭化角度分析。(5)①从表中数据综合分析,升高温度转化率提高,但120 ℃时催化剂的选择性差,60 ℃和80 ℃时的转化率相差不大,60 ℃为适宜温度,反应时间长,转化率提高,但4~6小时转化率提高不明显,可选C;②发生了副反应,有可能是乙醇脱水生成了乙醚。
答案:(1)先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,再加入冰醋酸
(2)在试管a中加入几粒沸石(碎瓷片)
(3)加快反应速率 及时将产物乙酸乙酯蒸出,以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
(4)产生大量的酸性废液(或造成环境污染) 部分原料炭化 催化剂重复使用困难 催化效果不理想(任填两种)
(5)①C ②乙醇脱水生成了乙醚
某实验小组在进行双氧水分解的实验时发现:大家取不同浓度的双氧水及不同质量的二氧化锰进行的实验,产生气体的速率都不相同,那么过氧化氢分解的最佳催化条件是什么呢?他们决定进行探究。
(1)用下列简图,画出实验装置(含试剂)示意图。
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(2)小组经过实验,取得如下数据:
|
Z | 0.1 g | 0.3 g | 0.5 g |
| 1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
| 3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
| 4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
(说明:表中X是二氧化锰的质量;Y是指反应停止时的时间;Z是双氧水的质量分数)分析表中数据回答下列问题:
①相同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③该小组的小茂同学分析上述数据后得出“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越小,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确?________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。