Question

1．如圖在試管甲中先加入2mL 95%的乙醇，再加入2克無水乙酸，充分搖勻，并在搖動下緩緩加入2mL濃硫酸，冷卻后，用玻璃棒充分攪拌后將試管固定在鐵架臺上，在試管乙中加入5ml 飽和的碳酸鈉溶液，按圖連接好裝置，用酒精燈對試管甲小火加熱3～5min后，改用大火加熱，當觀察到左試管中有明顯現(xiàn)象時停止實驗．試回答：
（1）試管乙中觀察到的現(xiàn)象是液體分層
（2）本實驗反應開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，同時又防止了反應物未來得及反應而揮發(fā)損失；（已知乙酸乙酯的沸點為77℃；乙醇的沸點為78.5℃；乙酸的沸點為117.9℃）
（3）試管甲中加入濃硫酸的目的是催化劑、吸水劑
（4）該實驗中長導不宜伸入試管乙的溶液中，原因是防止倒吸
（5）試管乙中飽和Na₂CO₃溶液的作用是除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層析
（6）寫出試管甲中發(fā)生反應的化學方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOC₂H₅+H₂O
（7）生成乙酸乙酯的反應是可逆反應，反應物不能完全變成生成物，反應一段時間后，就達到了該反應的限度，也即達到化學平衡狀態(tài)．下列描述能說明乙醇與乙酸的酯化反應已達到化學平衡狀態(tài)的有（填序號）②④⑤．
①單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水
②單位時間里，生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol乙酸
③單位時間里，消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸
④正反應的速率與逆反應的速率相等
⑤混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化．

Answer 1

分析 （1）試管乙飽和碳酸鈉溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上層，試管中觀察到的現(xiàn)象是：溶液分層，在飽和碳酸鈉上層產(chǎn)生有特殊香味的無色液體；
（2）開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，避免反應物的揮發(fā)；
（3）乙酸與乙醇需濃硫酸作催化劑，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動；
（4）根據(jù)粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物中各自的性質(zhì)，以及加熱不充分也能產(chǎn)生倒吸進行解答；
（5）用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，乙醇溶解，碳酸鈉與乙酸反應除去乙酸、同時降低乙酸乙酯的溶解度；
（6）酯化反應的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，在甲中反應生成乙酸乙酯和水，且為可逆反應；
（7）根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征分析，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分數(shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化．

解答 解：（1）試管乙飽和碳酸鈉溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上層，試管中觀察到的現(xiàn)象是：溶液分層，在飽和碳酸鈉上層產(chǎn)生有特殊香味的無色液體，
故答案為：溶液分層；
（2）乙醇的沸點為78.5℃；乙酸的沸點為117.9℃，沸點比較低，開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，避免未反應的反應物的揮發(fā)，
故答案為：加快反應速率，同時又防止了反應物未來得及反應而揮發(fā)損失；
（3）乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應，該反應為可逆反應，需濃硫酸作催化劑，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，故濃硫酸的作用為催化劑、吸水劑，
故答案為：催化劑、吸水劑；
（4）乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸，二者易溶于水而產(chǎn)生倒吸，加熱不充分也能產(chǎn)生倒吸，導管不能插入到Na₂CO₃溶液中，防止倒吸回流現(xiàn)象的發(fā)生，
故答案為：防止倒吸；
（5）乙醇與乙酸都易揮發(fā)，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，通常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中，溶解揮發(fā)出來的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯；
故答案為：除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層析；
（6）酯化反應的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，在甲中乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯和水，該反應方程式為：CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOC₂H₅+H₂O，
故答案為：CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOC₂H₅+H₂O；
（7）①單位時間內(nèi)生成1mol乙酸乙酯，同時生成1mol水，都表示正反應速率，不能說明到達平衡狀態(tài)，故①錯誤；
②單位時間內(nèi)生成1mol乙酸乙酯表示正反應，同時生成1mol乙酸表示逆反應，說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故②正確；
③單位時間內(nèi)消耗1mol乙醇，同時消耗1mol乙酸，都表示正反應速率，不能說明到達平衡狀態(tài)，故③錯誤；
④當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，故④正確；
⑤當反應達到平衡狀態(tài)時，混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，故⑤正確．
故選②④⑤．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備，題目難度不大，注意理解飽和碳酸鈉溶液的作用以及酯化反應的機理，試題培養(yǎng)了學生分析、理解能力及靈活應用所學知識解決實際問題的能力．