Question

工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯：
CH₃COOH（l）+C₂H₅OH（l）

濃硫酸

△

 CH₃COOC₂H₅（l）+H₂O（l）△H=-8.62kJ?mol^-1
已知CH₃COOH、C₂H₅OH和CH₃COOC₂H₅的沸點依次為118℃、78℃和77℃．在其他條件相同時，某研究小組進行了多次實驗，實驗結果如圖所示．
（1）該研究小組的實驗目的是

 

．
（2）60℃下反應40min與70℃下反應20min相比，前者的平均反應速率

 

后者（填“小于”、“等于”或“大于”）．
（3）如圖所示，反應時間為40min、溫度超過80℃時，乙酸乙酯產率下降的原因可能是：
①該反應正反應方向為

 

 反應（填吸熱或放熱），反應達平衡狀態(tài)，溫度升高時平衡

 

移動；
②溫度升高時，

 

使反應物利用率下降．
（4）某溫度下，將0.10mol CH₃COOH溶于水配成1L溶液．
①實驗測得已電離的醋酸分子占原有醋酸分子總數(shù)的1.3%，求該溫度下CH₃COOH的電離平衡常數(shù)K．（水的電離忽略不計，醋酸電離對醋酸分子濃度的影響忽略不計，要求寫出計算過程，結果保留兩位有效數(shù)字．）
②向該溶液中再加入

 

mol CH₃COONa可使溶液的pH約為4．（溶液體積變化忽略不計）

Answer 1

考點：乙酸乙酯的制取

專題：實驗設計題

分析：（1）本題探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響；
（2）溫度高，反應快，開始濃度大，反應快；
（3）乙醇和乙酸具有揮發(fā)性，乙酸乙酯的水解反應是吸熱反應，根據(jù)溫度對化學平衡的影響分析；
（4）①K=

c(H+)．c(CH3COO-)

c(CH3COOH)

；
②根據(jù)緩沖溶液pH值的計算方法進行計算．

解答： 解：（1）根據(jù)圖象知，該實驗的實驗目的是：探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響，
故答案為：探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響；
（2）溫度升高，反應速率加快，開始濃度大，反應快，故60℃下反應40min與70℃下反應20min相比，前者的平均反應速率小于后者，故答案為：小于；
（3）乙醇和乙酸具有揮發(fā)性，乙酸乙酯的水解反應是吸熱反應，當反應達到平衡狀態(tài)時，再升高溫度，促進乙酸乙酯水解，平衡向逆反應方向移動，溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發(fā)使反應物利用率下降，
故答案為：放熱；逆向；乙醇和乙酸大量揮發(fā)；
（4）①CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺
初始濃度/mol?L^-1：0.10                  0             0
濃度變化/mol?L^-1：0.10×1.3%         0.10×1.3%     　0.10×1.3%
平衡濃度/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，
故答案為：1.7×10^-5；
②緩沖溶液中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，則n（CH₃COONa）=1.7×10^-2mol/L×1L=1.7×10^-2mol，
故答案為：1.7×10^-2．

點評：本題考查了探究溫度對化學平衡的影響、弱電解質的電離，難點是計算醋酸鈉的物質的量，明確緩沖溶液的pH計算方法是解本題關鍵，難度中等．