Question

乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业。实验室制备乙酸乙酯的化学方程式：CH₃COOH＋C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅＋H₂O，为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸收剂的作用，某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验，实验开始先用酒精灯微热3 min，再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管Ⅰ中的试剂	试管Ⅱ中试剂	测得有机层的厚度/cm
A	2 mL乙醇、2 mL乙酸、1 mL 18 mol·L^－^1浓硫酸	饱和碳酸钠溶液	5.0
B	3 mL乙醇、2 mL乙酸	0.1
C	3 mL乙醇、2 mL乙酸、6mL 3 mol·L^－^1硫酸	1.2
D	3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸	1.2

（1）实验D的目的是与实验C相对照，证明H^＋对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是________mL和________mol/L。

（2）分析实验________（填实验编号）的数据，可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是____________。

（3）加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是______________（答出两条即可）。

Answer

6 6 A、B 浓硫酸可以吸收酯化反应生成的水，平衡向生成乙酸乙酯的方向移动 有大量乙酸和乙醇被蒸出；温度过高而发生其他反应

【解析】

对比实验关键是要采用控制变量，即控制一个变量，其它条件不变，所以可以从控制变量的角度来分析解答；根据实验A和实验B的数据进行解答；水在酯化反应中为生成物，从生成物对化学平衡的影响角度分析；乙酸和乙醇容易挥发，且温度过高容易发生副反应，据此解答。

（1）本题是研究实验D与实验C相对照，证明H+对酯化反应具有催化作用的条件，题中采用了一个变量，实验C为3 mol·L－1硫酸，实验D为盐酸，所以达到实验目的，实验D与实验C中H+的浓度一样，实验C：3mL乙醇、2mL乙酸、3 mol·L－1硫酸，实验D：3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸，要保证溶液体积一致，才能保证乙醇、乙酸的浓度不变，盐酸体积为6mL，实验D与实验C中H+的浓度一样，所以盐酸的浓度为6mol•L-1；

（2）对照实验A和B可知：试管Ⅰ中试剂实验A比实验B多1mL18mol•L-1浓硫酸，但是试管Ⅱ中试剂中测得有机层乙酸乙酯的厚度，实验A为5.0cm，而实验B只有0.1cm，说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率；酯化反应为可逆反应，浓硫酸吸收酯化反应生成的水，降低了生成物浓度，使平衡向生成乙酸乙酯方向移动；

（3）乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，该反应为可逆反应，实验发现温度过高，乙酸乙酯的产率反而降低，是由于乙酸、乙醇都易挥发，使产率降低，或因温度过高可能发生副反应使产率降低，如乙醇在140℃，在浓硫酸催化下脱水生成乙醚。