《2025年步步高大二轮专题复习化学》

2.(2024·黑吉辽，17)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下：
　　　　　
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO₄固体及4～6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na₂CO₃溶液至无CO₂逸出，分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO₄，过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液，收集73～78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0％。
回答下列问题：
(1)NaHSO₄在反应中起____________作用，用其代替浓H₂SO₄的优点是______________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可______________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是____________(填标号)。
A.无需分离
B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用，防止暴沸
D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是______________(填名称)。
　　　
(5)该实验乙酸乙酯的产率为____________(精确至0.1％)。
(6)若改用C₂H₅¹⁸OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为____________(精确至1)。

答案： 精练高考真题
2.
(1)催化剂　无有毒气体二氧化硫产生　
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率　
(3)AD　
(4)分液漏斗　
(5)73.5%　
(6)90
解析　
(1)乙酸、乙醇中加浓硫酸制乙酸乙酯时,浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,故本实验NaHSO₄在反应中起催化剂作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性，用浓H₂SO₄时可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫为有毒气体，用NaHSO₄代替浓H₂SO₄的优点是副产物少,可绿色制备乙酸乙酯,无有毒气体二氧化硫产生。
(3)若向反应液中直接加入变色硅胶,反应后需要过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无需分离，故A正确;平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数，故B错误;小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用，不能防止暴沸,故C错误;由题中“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色”可知,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确。
(5)由反应CH₃COOH + CH₃CH₂OH$\xrightarrow[\triangle]{NaHSO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O可知,100mmol乙酸与150mmol乙醇反应时,乙醇过量，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g·mol⁻¹ = 8.8g,该实验乙酸乙酯的产率为$\frac{6.60g×98.0\%}{8.8g}$×100%=73.5%。
(6)若改用C₂H₅¹⁸OH作为反应物进行反应:CH₃COOH + CH₃CH₂¹⁸OH$\xrightarrow[\triangle]{NaHSO_{4}}$CH₃CO¹⁸OCH₂CH₃ + H₂O,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g·mol⁻¹,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。