高三化學一輪復習-有機化學-實驗-7-乙酸乙酯的制取 課件

高中化學總復習

選擇性必修三

《有機化學基礎》選擇性必修三

有機化學基礎實驗-7乙酸乙酯的制取【實驗說明】本實驗屬于有機化學中制取羧酸的代表，重點實驗；重點掌握乙酸乙酯制取的裝置安排、反應機理；掌握該反應后應學會推廣其成鍵規(guī)律，為有機合成做準備；【課時安排】1課時（2h），根據(jù)掌握程度安排【復習建議】無需過多記憶，在練習題目的同時加強理解即可【有機化學實驗索引】甲烷的性質實驗★★實驗室制乙烯★★★乙炔的性質實驗★★苯的硝化反應、溴化反應實驗★★★溴乙烷的制取★★★、鹵代烴的制取★★乙醇的工業(yè)制法★★、乙醇的催化氧化實驗★乙酸乙酯的制取★★★肥皂的制取★★糖類★蛋白質★乙酸乙酯的理化性質（☆）物理性質：溶解性：微溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多數(shù)有機溶劑密度：0.902g/cm3外觀：無色液體乙酸乙酯的理化性質（☆）化學性質：（了解即可）乙酸乙酯能發(fā)生醇解、氨解、酯交換、還原等一般酯的共同反應金屬鈉存在下自行縮合，生成3-羥基-2-丁酮或乙酰乙酸乙酯與Grignard試劑反應生成酮，進一步反應得到叔醇乙酸乙酯對熱比較穩(wěn)定，290℃加熱8~10小時無變化通過紅熱的鐵管時分解成乙烯和乙酸，通過加熱到300~350℃的鋅粉分解成氫、一氧化碳、二氧化碳、丙酮和乙烯，360℃通過脫水的氧化鋁可分解為水、乙烯、二氧化碳和丙酮乙酸乙酯經(jīng)紫外線照射分解生成55%一氧化碳，14%二氧化碳和31%氫或甲烷等可燃性氣體與臭氧反應生成乙醛和乙酸氣態(tài)鹵化氫與乙酸乙酯發(fā)生反應，生成鹵代乙烷和乙酸其中碘化氫最易反應，氯化氫在常溫下則需加壓才發(fā)生分解，與五氯化磷一起加熱到150℃，生成氯乙烷和乙酰氯乙酸乙酯與金屬鹽類生成各種結晶性的復合物，這些復合物溶于無水乙醇而不溶于乙酸乙酯，且遇水容易水解。乙酸乙酯的水解反應（★★）乙酸乙酯容易水解，常溫下有水存在時，也逐漸水解生成乙酸和乙醇添加微量的酸或堿能促進水解反應乙酸乙酯的堿性水解與酸性水解最大的差別在于，堿性水解是不可逆的，也就是反應機制中可逆的進程與不可逆的進程乙酸與乙醇發(fā)生可逆反應會生成乙酸乙酯（簡答題）陳酒很好喝，就是因為酒中少量的乙酸與乙醇反應生成具有果香味的乙酸乙酯思考？乙酸乙酯

醇解

氨解

注意：以無水乙酸乙酯和金屬鈉為原料，以過量的乙酸乙酯為溶劑,進行Claisen酯縮合而制備乙酰乙酸乙酯（該反應高中不考察，如果涉及題目會給條件）注意成鍵規(guī)律實驗室制取乙酸乙酯（★★★）1-原理：乙酸和乙醇在濃硫酸共熱生成乙酸乙酯和水（酸脫羥基醇脫氫）用同位素示蹤法探究酯化反應中的脫水方式。用含有示蹤原子的CH3CH218OH與CH3COOH反應，經(jīng)測定，產(chǎn)物

中含有示蹤原子，說明酯化反應的脫水方式是“酸脫羥基醇脫氫”。實驗室制取乙酸乙酯（★★★）2-反應條件及其目的①加熱的主要目的是提高反應速率，其次是使乙酸乙酯揮發(fā)出來便于收集（使平衡向正反應方向移動），提高乙醇、乙酸的轉化率②加入濃硫酸的目的：一是可以作催化劑，提高反應速率；二是可以作吸水劑（濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物的濃度，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動），提高乙酸、乙醇的轉化率③該反應是可逆反應，可適當增加乙醇的量，增大反應物的濃度，可提高乙酸的轉化率，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動，并增加冷凝回流裝置，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。④加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸（如果加熱后忘加碎瓷片，立即停止加熱，待試管冷卻后再加入）實驗室制取乙酸乙酯（★★★）3-實驗步驟在試管中加3mL乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸（or冰醋酸）。按圖示連接實驗裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管3~5min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上。4-注意事項①加入試劑的順序：乙醇→濃硫酸→乙酸。制取乙酸乙酯時，為了防止暴沸，密度先小后大，即先加無水乙醇，再加濃硫酸，又為了防止乙酸揮發(fā)，最后加乙酸。②用盛有飽和碳酸鈉溶液的試管收集生成的乙酸乙酯：1）中和乙酸

2）溶解乙醇

3）降低乙酸乙酯的溶解度，有利于酯的分離③為防止倒吸，導管不能插入到碳酸鈉溶液中。（思考：高中化學實驗中要求導管入液的是？）④加熱時要用小火均勻加熱，防止乙醇和乙酸大量揮發(fā)、液體劇烈沸騰。⑤裝置中的長導管起導氣和冷凝作用。（思考：改進裝置可以是？）⑥充分振蕩收集產(chǎn)物的試管，然后靜置，待液體分層后，分液得到的上層液體即乙酸乙酯。實驗室制取乙酸乙酯（★★★）5-實驗現(xiàn)象飽和碳酸鈉溶液的液面上有無色透明的油狀液體產(chǎn)生，并可聞到香味。6-實驗結論（實驗結論要有高度概括性：反應物+反應條件+生成物的物理特征（顏色、水溶性，氣味、形態(tài)））在有濃硫酸存在、加熱的條件下，乙酸與乙醇發(fā)生反應，生成無色、透明、微溶于水、有香味的油狀液體。例1-實驗例1-實驗例2-單選例2-單選例2-單選例2-單選【1-單選】【1-單選】【2-單選】【2-單選】【3-單選】【3-單選】【3-單選】【4-單選】【4-單選】【5-單選】【5-單選】【6-單選】【6-單選】【7-單選】【7-單選】【8-單選】【8-單選】【9-單選】【9-單選】【10-實驗】【10-實驗】【10-實驗】【11-實驗】【11-實驗】【11-實驗】【12-實驗】【12-實驗】【12-實驗】【13-單選】【13-單選】【14-單選】【14-單選】【15-單選】【15-單選】【16-單選】【16-單選】【17-單選】【17-單選】【18-單選】【18-單選】【19-單選】【19-單選】工業(yè)生產(chǎn)乙酸乙酯

1-酯化法由乙酸與乙醇在硫酸存在下直接酯化而得，生產(chǎn)工藝上有連續(xù)與間歇之分。

（a）間隙工藝。將乙酸、乙醇和少量的硫酸加入反應釜，加熱回流5-6h。然后蒸出乙酸乙酯，并用5%的食鹽水洗滌，氫氧化鈉和氯化鈉混合溶液中和至PH=8。再用氧化鈣溶液洗滌，加無水碳酸鉀干燥。最后蒸餾，收集76-77℃的餾分，即得產(chǎn)品。

(b)連續(xù)工藝。1：1.15（質量比）的乙醇和乙酸連續(xù)進入酯化塔釜，在硫酸的催化下于105-110℃下進行酯化反應。生成的乙酸乙酯和水以共沸物的形式從塔頂餾出，經(jīng)冷凝分層后，上層酯部分回流，其余進入粗品槽，下層水經(jīng)回收乙酸乙酯后放棄。粗酯經(jīng)脫低沸物塔脫去少量的水后再入精制塔，塔頂可得產(chǎn)品。此工藝較間隙法好。

2-乙醛法乙醛在乙醇鋁催化下生成乙酸乙酯，將乙醛、乙醇鋁等連續(xù)加入兩個串聯(lián)的反應器，于0-20℃下進行反應，第二反應器的出口轉化率可達99.5%以上，然后經(jīng)蒸餾得乙酸乙酯。收率達95%-96%，此工藝比較經(jīng)濟。【20-單選】【21-單選】【21-單選】【21-單選】【22-單選】【22-單選】【23-實驗】【23-實驗】【23-實驗】【24-實驗】【24-實驗】【24-實驗】【24-實驗】【25-單選】【25-單選】

本實驗重點回顧和知識拓展

乙酸乙酯的制取實驗室制取乙酸乙酯（★★★）1-原理：乙酸和乙醇在濃硫酸共熱生成乙酸乙酯和水（酸脫羥基醇脫氫）用同位素示蹤法探究酯化反應中的脫水方式。用含有示蹤原子的CH3CH218OH與CH3COOH反應，經(jīng)測定，產(chǎn)物

中含有示蹤原子，說明酯化反應的脫水方式是“酸脫羥基醇脫氫”。實驗室制取乙酸乙酯（★★★）2-反應條件及其目的①加熱的主要目的是提高反應速率，其次是使乙酸乙酯揮發(fā)出來便于收集（使平衡向正反應方向移動），提高乙醇、乙酸的轉化率②加入濃硫酸的目的：一是可以作催化劑，提高反應速率；二是可以作吸水劑（濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水，降低了生成物的濃度，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動），提高乙酸、乙醇的轉化率③該反應是可逆反應，可適當增加乙醇的量，增大反應物的濃度，可提高乙酸的轉化率，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動，并增加冷凝回流裝置，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。④加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸（如果加熱后忘加碎瓷片，立即停止加熱，待試管冷卻后再加入）實驗室制取乙酸乙酯（★★★）3-實驗步驟在試管中加3mL乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸（or冰醋酸）。按圖示連接實驗裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管3~5min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上。4-注意事項①加入試劑的順序：乙醇→濃硫酸→乙酸。制取乙酸乙酯時，為了防止暴沸，密度先小后大，即先加無水乙醇，再加濃硫酸，又為了防止乙酸揮發(fā)，最后加乙酸。②用盛有飽和碳酸鈉溶液的試管收集生成的乙酸乙酯：1）中和乙酸

2）溶解乙醇

3）降低乙酸乙酯的溶解度，有利于酯的分離③為防止倒吸，導管不能插入到碳酸鈉溶液中。（思考：高中化學實驗中要求導管入液的是？）④加熱時要用小火均勻加熱，防止乙醇和乙酸大量揮發(fā)、液體劇烈沸騰。⑤裝置中的長導管起導氣和冷凝作用。（思考：改進裝置可以是？）⑥充分振蕩收集產(chǎn)物的試管，然后靜置，待液體分層后，分液得到的上層液體即乙酸乙酯。實驗室制取乙酸乙酯（★★★）5-實驗現(xiàn)象飽和碳酸鈉溶液的液面上有無色透明的油狀液體產(chǎn)生，并可聞到香味。6-實驗結論（實驗結論要有高度概括性：反應物+反應條件+生成物的物理特征（顏色、水溶性，氣味、形態(tài)））在有濃硫酸存在、加熱的條件下，乙酸與乙醇發(fā)生反應，生成無色、透明、微溶于水、有香味的油狀液體。實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考1：酯化實驗中為什么乙醇要少過量？思考2：酯化實驗中為什么要先加乙醇？思考3：乙酸乙酯在碳酸鈉溶液中不會水解嗎？（乙酸乙酯在堿性溶液中會水解）思考4：制取乙酸乙酯時能否用碳酸氫鈉代替碳酸鈉？思考5：酯化反應中濃硫酸不會水解酯嗎？實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考1：酯化實驗中為什么乙醇要稍過量？該反應為可逆反應，乙醇過量可以增加乙酸的利用率（再思考：為什么不增加乙酸提高乙醇的利用率？）答：實驗目的是制取乙酸乙酯，乙酸乙酯在酸性條件下會水解

所以我們要盡可能消耗乙酸實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考2：酯化實驗中為什么要先加乙醇？說明：1-該實驗涉及三種藥品（乙醇、濃硫酸、乙酸）2-考慮到實驗安全，濃硫酸不能最先添加

為了避免乙醇和乙酸過早反應，濃硫酸也不能最后添加3-因此藥品添加順序：乙醇——濃硫酸——乙酸（教材規(guī)定）//乙酸——濃硫酸——乙醇為什么？①在乙酸中直接加入濃硫酸有令人難以忍受的強烈刺激性氣味（摘自《有機化學實驗操作指南》2017）②乙醇密度小，先加乙醇有利于三種溶液充分混合，利于反應進行③實驗中真正起催化作用的是氫離子，但是濃硫酸在乙酸中是弱酸，不能夠完全電離，不能起到催化作用實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考3：乙酸乙酯在碳酸鈉溶液中不會水解嗎？（乙酸乙酯在堿性溶液中會水解）說明：該實驗需要用到碳酸鈉溶液來除雜，但是乙酸乙酯在堿性溶液中會水解為什么還要用碳酸鈉溶液？答：雖然碳酸鈉溶液呈堿性，但同濃度下氫氧根含量僅為氫氧化鈉的千分之一實驗表明，不加熱的情況下乙酸乙酯不會發(fā)生水解反應實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考4：制取乙酸乙酯時能否用碳酸氫鈉代替碳酸鈉？1-碳酸鈉在該實驗中的作用有三個（溶解醇、中和酸、降低溶解度便于分層）（再思考：為什么碳酸鈉可以降低酯的溶解度？）答：（相似相溶原理）

乙酸乙酯的極性很小，但是水的極性處于中等偏大的位置，也就是說酯和水的極性相差不大，稍溶一些

如果此時在水中加入一些離子（e.g.:碳酸鈉），可以調大溶液的極性，降低酯的溶解度2-回答思考4：碳酸氫鈉在水中的溶解度比較低，即使是飽和的碳酸氫鈉溶液極性也不夠大，無法有效較低酯的溶解度，不利于酯的分層實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考5：酯化反應中濃硫酸不會水解酯嗎？首先回顧這個問題：特別是為什么的

第三條有一種疑問是說：濃硫酸酸性更強，不需要考慮乙酸對酯的水解，你如何看待？實驗室制取乙酸乙酯（★★★）思考5：酯化反應中濃硫酸不會