Question

【題目】乙酸乙酯是重要的有機合成中間體，廣泛應用于化學工業．某學生在實驗室利用如圖的實驗裝置制備乙酸乙酯并研究其反應條件．

物質	沸點/°C	密度/gcm﹣3
乙醇	78.0	0.79
乙酸	117.9	1.05
乙酸乙酯	77.5	0.90
異戊醇	131	0.8123
乙酸異戊酯	142	0.8670

實驗步驟如下：
①配制反應混合液：2mL濃H2SO4、3mL乙醇、2mL乙酸
②按圖連接實驗裝置并檢驗氣密性
③分別在試管1、試管2中加入反應液
④用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min
⑤分離提純乙酸乙酯
（1）在試管1中加入物質分別是：（按著加入的先后順序寫出名稱），乙醇過量的目的是：；
（2）該反應的平衡常數表達式K=；
（3）試管Ⅱ中所盛試劑為 ， 欲將其物質分離使用的儀器為 ， 在充分振蕩的過程中，發生的反應為；
（4）為證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學利用右圖所示裝置進行了以下四個實驗，實驗結束后充分振蕩試管Ⅱ再測有機層的厚度，實驗記錄如下：

實驗編號	試管Ⅰ中的試劑	測得有機層的厚度/cm
A	2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L濃硫酸	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、鹽酸	1.2

①實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H+對酯化反應具有催化作用．實驗D中應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）的數據，可以推測出濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產率．濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率的原因是
③加熱有利于提高乙酸乙酯的產率，但實驗發現溫度過高乙酸乙酯的產率反而降低，可能的原因是；
（5）若利用該裝置制備乙酸異戊酯，產物將主要在裝置中的得到，那么產率會（“較高”或“偏低”）．

Answer 1

【答案】
（1）碎瓷片；提高乙酸的轉化率
（2）
（3）飽和碳酸鈉溶液；分液漏斗；2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+CO2↑+H2O
（4）6；6；A、C；濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動；大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系；溫度過高發生其他反應
（5）低
【解析】解：（1）乙酸、乙醇在濃硫酸做催化劑條件下發生反應生成乙酸乙酯，濃硫酸稀釋產生的量的熱，密度大于水，為防止酸液飛濺，應先加入乙醇，然后在加入濃硫酸和乙酸，所以試管1中添加順序是先加入乙醇，再加入濃硫酸，最后加入乙酸，加熱濃硫酸、乙醇、乙酸混合液體容易發生爆沸，為防止發生爆沸應加入：碎瓷片；濃硫酸密度大，應將濃硫酸加入到乙醇中，以防酸液飛濺，乙酸易揮發，冷卻后再加入乙酸；添加順序依次3mL乙醇、2mL濃H2SO4、2mL乙酸；可逆反應中，增大一種反應物的濃度可以提高另一種反應物的轉化率，所以乙醇過量的目的是：提高乙酸的轉化率；
所以答案是：乙醇、濃硫酸、乙酸、碎瓷片；3mL乙醇、2mL濃H2SO4、2mL乙酸；提高乙酸的轉化率；
（2.）依據方程式：CH3COOH（g）+CH3CH2OH（g） CH3COOCH2CH3（g）+H2O（g），可知反應的平衡常數K= ；
所以答案是： ；
（3.）乙醇、乙酸易揮發，制備的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，乙醇易溶于水，乙酸能夠與碳酸鈉溶液反應，方程式：2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+CO2↑+H2O，乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度不大，所以可以用飽和碳酸鈉溶液除去乙醇、乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；分離兩種互不相溶的液體應選擇分液操作，用到的主要儀器為：分液漏斗；
所以答案是：飽和碳酸鈉溶液；2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+CO2↑+H2O；分液漏斗
（4.）①通過對照實驗，證明H+對酯化反應具有催化作用，應保證氫離子濃度相等與物質的量相等，故HCl的濃度為3mol/L×2=6mol/L，鹽酸體積為6mL，
所以答案是：6；6；②催化劑為濃硫酸生成有機層厚度比3molL﹣1 H2SO4時生成有機層厚度厚，說明濃硫酸濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率，原因是：濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動，
所以答案是：AC；濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動；③乙酸、乙醇易揮發，溫度過高大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系，且溫度過高發生其他反應，導致產率降低，所以答案是：大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系；溫度過高發生其他反應；
（5.）乙酸異戊酯沸點142度，加熱難以蒸發，所以主要在試管中得到，產物不能分離，生成物濃度增大，平衡逆向移動，抑制反應進行，所以產率會低；
所以答案是：試管；低；