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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
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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)
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)
CH3COOH(l)+C2H5OH(l)
浓硫酸 |
△ |
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)
▼优质解答
答案和解析
(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=
=
=1.7×10-5,
故答案为:1.7×10-5;
②缓冲溶液中pH=pKa-lg
=-lg1.7×10-5-lg
=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.
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 |
故答案为:1.7×10-5;
②缓冲溶液中pH=pKa-lg
c(CH3COOH) |
c(CH3COONa) |
0.1 |
c(CH3COONa) |
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.
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