Question

工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：
CH₃COOH（l）+C₂H₅OH（l）

浓硫酸

△

 CH₃COOC₂H₅（l）+H₂O（l）△H=-8.62kJ?mol^-1
已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸点依次为118℃、78℃和77℃．在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示．
（1）该研究小组的实验目的是

 

．
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率

 

后者（填“小于”、“等于”或“大于”）．
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是：
①该反应正反应方向为

 

 反应（填吸热或放热），反应达平衡状态，温度升高时平衡

 

移动；
②温度升高时，

 

使反应物利用率下降．
（4）某温度下，将0.10mol CH₃COOH溶于水配成1L溶液．
①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，求该温度下CH₃COOH的电离平衡常数K．（水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计，要求写出计算过程，结果保留两位有效数字．）
②向该溶液中再加入

 

mol CH₃COONa可使溶液的pH约为4．（溶液体积变化忽略不计）

Answer 1

考点：乙酸乙酯的制取

专题：实验设计题

分析：（1）本题探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；
（2）温度高，反应快，开始浓度大，反应快；
（3）乙醇和乙酸具有挥发性，乙酸乙酯的水解反应是吸热反应，根据温度对化学平衡的影响分析；
（4）①K=

c(H+)．c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

；
②根据缓冲溶液pH值的计算方法进行计算．

解答： 解：（1）根据图象知，该实验的实验目的是：探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响，
故答案为：探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；
（2）温度升高，反应速率加快，开始浓度大，反应快，故60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率小于后者，故答案为：小于；
（3）乙醇和乙酸具有挥发性，乙酸乙酯的水解反应是吸热反应，当反应达到平衡状态时，再升高温度，促进乙酸乙酯水解，平衡向逆反应方向移动，温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降，
故答案为：放热；逆向；乙醇和乙酸大量挥发；
（4）①CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺
初始浓度/mol?L^-1：0.10                  0             0
浓度变化/mol?L^-1：0.10×1.3%         0.10×1.3%     　0.10×1.3%
平衡浓度/mol?L^-1：≈0.10        　　　0.10×1.3%     　0.10×1.3%  
K=

c(H+)．c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

=

0.10×1.3%×0.10×1.3%

0.10

=1.7×10^-5，
故答案为：1.7×10^-5；
②缓冲溶液中pH=pKa-lg

c(CH3COOH)

c(CH3COONa)

=-lg1.7×10^-5-lg

0.1

c(CH3COONa)

=4，
所以c（CH₃COONa）=1.7×10^-2mol/L，则n（CH₃COONa）=1.7×10^-2mol/L×1L=1.7×10^-2mol，
故答案为：1.7×10^-2．

点评：本题考查了探究温度对化学平衡的影响、弱电解质的电离，难点是计算醋酸钠的物质的量，明确缓冲溶液的pH计算方法是解本题关键，难度中等．