【化學(xué)】課題二 物質(zhì)的制備

2021年 5月 3日 星 期 一虎 山 中 學(xué) 高 二 化 學(xué) 備 課 組課 題 二 物 質(zhì) 的 制 備第 二 單 元 物 質(zhì) 的 獲 取 1 能 夠 通 過 化 學(xué) 反 應(yīng) 產(chǎn) 生 二 氧 化 碳 氣 體 的 物 質(zhì) 有 哪 些 ？2 制 取 CO2氣 體 的 實 驗 中 ， 以 什 么 物 質(zhì) 為 反 應(yīng) 物 （ 原 料 ） ？ 為 什么 ？3 反 應(yīng) 的 裝 置 是 如 何 選 擇 和 安 裝 的 ？4 如 果 要 制 備 干 燥 的 氣 體 產(chǎn) 物 ， 應(yīng) 如 何 設(shè) 計 裝 置 ？ CaCO3 HCl CaCO3 Na2CO3 H2SO4 NaHCO3 C O2 CxHyOz O2思 考 與 交 流CaCO3 HCl 酸 性 ： 濃 硫 酸 、 P 2O5、 硅 膠 一 制 備 物 質(zhì) 的 一 般 的 方 法確 定 原 料反 應(yīng) 原 理設(shè) 計 反 應(yīng) 途 徑選 擇 合 理 的 儀 器 和 裝 置分 離 提 純 控 制反 應(yīng)條 件目 標(biāo) 產(chǎn) 品 1 確 定 原 料 Cl2 NaCl： 含 有 “ Cl”(1)原 料 中 含 有 目 標(biāo) 產(chǎn) 物 的 組 分 或 新 化 合 物 中 的某 個 “ 子 結(jié) 構(gòu) ” 。 例 如 (2)原 料 也 可 以 是 一 些 廢 棄 物 2 設(shè) 計 反 應(yīng) 路 徑 例 如 用 銅 制 取 硝 酸 銅 的 最 佳 方 案 ： 用 銅 制 取 硝 酸銅 的 最 佳 方 案 ： 銅 +濃 硝 酸 銅 +稀 硝 酸 銅 +氧 氧 化 銅 ; 氧 化 銅 +硝 酸 硝 酸 銅 根 據(jù) 提 高 原 子 利 用 率 、 減 少 環(huán) 境 污 染 、 簡 化操 作 的 原 則 ,選 擇 最 佳 反 應(yīng) 路 線 。3 優(yōu) 化 條 件 試 劑 和 用 量 都 相 同 時 ， 操 作 方 法 不 同 ， 現(xiàn) 象 和 結(jié) 果可 能 不 同 . 歸 納 設(shè) 計 物 質(zhì) 制 備 的 實 驗 方 案 時 ， 應(yīng)該 遵 循 的 優(yōu) 化 原 則 是 ：原 料 廉 價 ， 原 理 綠 色 ，條 件 優(yōu) 化 ， 儀 器 簡 單 ，分 離 方 便 ， 提 純 快 捷 。 1、 實 驗 原 理 ： 反 應(yīng) 方 程 式 為 濃 硫 酸 的 H+可 以 用 作 酯 化 反 應(yīng) 的 催 化 劑 。 由 于 該反 應(yīng) 是 可 逆 反 應(yīng) ， 為 了 提 高 乙 酸 乙 酯 的 產(chǎn) 量 ， 必 須 盡量 使 化 學(xué) 反 應(yīng) 向 有 利 于 生 成 乙 酸 乙 酯 的 方 向 進(jìn) 行 ， 所以 濃 硫 酸 除 了 做 酯 化 反 應(yīng) 的 催 化 劑 以 外 還 具 有 吸 水 性， 可 以 吸 收 酯 化 反 應(yīng) 中 生 成 的 水 ， 使 化 學(xué) 平 衡 向 生 成物 方 向 進(jìn) 行 ， 更 有 利 于 乙 酸 乙 酯 的 生 成 。實 驗 2-5 乙 酸 乙 酯 的 制 備 及 反 應(yīng) 條 件 探 究 2、 實 驗 記 錄 表 ： （ 1） 不 能 ， 因 為 乙 酸 和 乙 醇 的 酯 化 反 應(yīng) 是 可 逆 反 應(yīng) ， 當(dāng) 反 應(yīng) 達(dá) 到平 衡 后 ， 各 組 分 的 濃 度 保 持 不 變 ， 不 改 變 影 響 化 學(xué) 平 衡 的 條 件 ， 乙酸 乙 酯 的 含 量 不 會 增 加 。 （ 2） 欲 提 高 乙 酸 的 轉(zhuǎn) 化 率 ， 可 以 采 取 的 措 施 有 ： 增 加 乙 醇 的 用 量 ，使 化 學(xué) 平 衡 向 正 反 應(yīng) 方 向 移 動 ， 可 以 提 高 乙 酸 的 利 用 率 ； 增 加 濃硫 酸 的 用 量 ， 利 用 濃 硫 酸 吸 水 使 化 學(xué) 平 衡 向 正 反 應(yīng) 方 向 移 動 ； 加熱 將 生 成 的 乙 酸 乙 酯 及 時 蒸 出 ， 通 過 減 少 生 成 物 的 濃 度 使 化 學(xué) 平衡 向 正 反 應(yīng) 方 向 移 動 。 中 起 了 催 化 劑 、 吸 水 劑 的 作 用 ， 而 稀 硫 酸 、 稀 鹽 酸 等 無 機(jī) 酸 僅 起 了 催 化 劑 的 作 用 ， 沒有 促 進(jìn) 化 學(xué) 平 衡 向 酯 化 反 應(yīng) 方 向 移 動 的 作 用 。 由 于 酯 化 反 應(yīng) 為 可 逆 反 應(yīng) ， 而 稀 硫 酸 、 稀鹽 酸 等 無 機(jī) 酸 催 化 酯 化 反 應(yīng) 的 效 果 較 濃 硫 酸 差 ， 因 此 探 索 乙 酸 乙 酯 發(fā) 生 水 解 反 應(yīng) 時 ， 不利 于 酯 化 反 應(yīng) 的 稀 無 機(jī) 酸 催 化 劑 有 利 于 酯 的 水 解 。 因 此 ， 乙 酸 乙 酯 的 水 解 用 稀 無 機(jī) 酸 的催 化 效 果 比 用 濃 硫 酸 的 效 果 好 ； 同 時 由 于 乙 酸 乙 酯 水 解 生 成 了 乙 酸 ： 如 果 用 無 機(jī) 堿 催 化 乙 酸 乙 酯 的 水 解 ， 會 使 堿 與 生 成 的 酸 反 應(yīng) ， 降 低 生 成 物 乙 酸 的 濃度 ， 從 而 使 化 學(xué) 平 衡 更 容 易 向 水 解 的 方 向 移 動 ， 所 以 ， 乙 酸 乙 酯 水 解 的 適 宜 條 件 為 無 機(jī)酸 或 無 機(jī) 堿 催 化 ， 最 佳 條 件 是 用 無 機(jī) 堿 催 化 乙 酸 乙 酯 水 解 。 （ 3） 在 酯 化 實 驗 中 ， 三 種 不 同 條 件 下 酯 化 反 應(yīng) 進(jìn) 行 的 快 慢 不 同 ： 沒 有 酸 催 化 時 ， 幾 乎沒 有 乙 酸 乙 酯 生 成 ； 濃 硫 酸 催 化 時 生 成 的 乙 酸 乙 酯 的 量 最 多 ， 形 成 相 同 厚 度 的 有 機(jī) 層時 間 最 短 ； 稀 硫 酸 或 稀 鹽 酸 催 化 時 ， 生 成 少 量 的 乙 酸 乙 酯 ， 形 成 相 同 厚 度 的 有 機(jī) 層 時間 較 長 ， 說 明 濃 硫 酸 在 反 應(yīng)