Question

8．将15mL无水酒精、10mL浓硫酸、10mL冰醋酸混合后置于图装置中进行反应，定期测定生成酯的量，数据如表．回答下列问题：

时间（min）	20	40	60	80	100	120
酯的厚度（mm）	4	6	7	7.5	8	8

（1）写出该反应的化学方程式C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O．
（2）圆底烧瓶上方长玻璃管的作用是平衡气压，冷凝回流，圆底烧瓶中加的固体物质是沸石或碎瓷片，作用是防止暴沸．
（3）前20min生成酯的厚度比以后每20min要大，原因是开始反应物浓度大，反应速率快．
（4）若每1mm酯的质量均为0.088g，则前40min内乙醇的反应速率为0.00015mol/min．
（5）达到平衡时乙醇（密度0.78g/mL）的转化率为31.5%（保留一位小数）．欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有分离出乙酸乙酯或增加乙醇的量（写一种即可）．

Answer 1

分析 （1）乙醇和乙酸在浓H₂SO₄做催化剂的条件下生成乙酸乙酯，酯化反应的本质为酸脱羟基，醇脱氢，该反应生成乙酸乙酯和水，且为可逆反应；
（2）长导管起导气，平衡气压，冷凝蒸气的作用；沸点低的液体加热要加碎瓷片，防止暴沸；
（3）反应物浓度越大，反应速率越快，随着反应的进行，反应物的浓度在逐渐减小；
（4）根据n=$\frac{m}{M}$、v=$\frac{n}{△t}$计算；
（5）转化率=$\frac{已经转化的物质的量}{原开始的物质的量}$×100%，欲提高乙酸的转化率，需平衡正向移动，可分离出乙酸乙酯或增加乙醇的量．

解答 解：（1）羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互结合生成水，其它基团相互结合生成酯，同时该反应可逆，反应的化学方程式为C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案为：C₂H₅OH+CH₃COOH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
（2）乙酸和乙醇易挥发，装置中长导管的主要作用是：长导管起导气，平衡气压，冷凝蒸气的作用，液体乙酸乙醇沸点低，加入沸石（碎瓷片），可以通过沸石（碎瓷片）孔隙凝聚蒸汽，使成为气泡浮出，防止暴沸，
故答案为：平衡气压，冷凝回流；沸石或碎瓷片；防止暴沸；
（3）前20min开始反应物浓度大，反应速率快，以后每20min，反应物浓度降低，反应速率减慢，生成酯的厚度不及前20min，
故答案为：开始反应物浓度大，反应速率快；
（4）若每1mm酯的质量均为0.088g，则前40min内酯的厚度为6×0.088g，乙酸乙酯的物质的量为n=$\frac{6×0.088g}{88g/mol}$=6×10^-3 mol，
v=$\frac{n}{△t}$=$\frac{6×1{0}^{-3}mol}{40min}$=0.00015 mol/min，
故答案为：0.00015；
（5）将15mL无水酒精放入容器进行反应，乙醇（密度0.78g/mL）开始乙醇的物质的量为n=$\frac{0.78g/mL×15mL}{46g/mol}$，达到平衡时乙酸乙酯的物质的量为n=8×10^-3 mol，消耗乙醇为8×10^-3 mol，则转化率=$\frac{已经转化的物质的量}{原开始的物质的量}$×100%=$\frac{8{×}^{-3}}{\frac{0.78×15}{46}}$≈31.5%，欲提高乙酸的转化率，需平衡正向移动，可分离出产品或增加反应物的浓度，即分离出乙酸乙酯或增加乙醇的量，
故答案为：31.5；分离出乙酸乙酯或增加乙醇的量．

点评 本题考查乙酸乙酯的制备，题目难度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理，明确反应过程中浓硫酸、饱和碳酸钠溶液的作用，试题培养了学生分析、理解能力及灵活应用所学知识解决实际问题的能力．