Question

【題目】有“退熱冰”之稱的乙酰苯胺具有退熱鎮痛作用，是較早使用的解熱鎮痛藥，純乙酰苯胺是一種白色有光澤片狀結晶，不僅本身是重要的藥物，而且是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體。實驗室用苯胺與乙酸合成乙酰苯胺的反應和實驗裝置如圖(夾持及加熱裝置略)：

+CH3COOH+H2O

注：①苯胺與乙酸的反應速率較慢，且反應是可逆的。

②苯胺易氧化，加入少量鋅粉，防止苯胺在反應過程中氧化。

③刺形分餾柱的作用相當于二次蒸餾，用于沸點差別不太大的混合物的分離。

可能用到的有關性質如下：(密度單位為g/cm3)

名稱	相對分子質量	性狀	密度/gcm3	熔點/℃	沸點/	溶解度
						g/100g水	g/100g乙醇
苯胺	93.12	棕黃色油狀液體	1.02	-6.3	184	微溶	∞
冰醋酸	60.052	無色透明液體	1.05	16.6	117.9	∞	∞
乙酰苯胺	135.16	無色片狀晶體	1.21	155~156	280~290	溫度高，溶解度大	較水中大

合成步驟：

在50mL圓底燒瓶中加入10mL新蒸餾過的苯胺和15mL冰乙酸(過量)及少許鋅粉(約0.1g)。用刺形分餾柱組裝好分餾裝置，小火加熱10min后再升高加熱溫度，使蒸氣溫度在一定范圍內浮動1小時。在攪拌下趁熱快速將反應物以細流倒入100mL冷水中冷卻。待乙酰苯胺晶體完全析出時，用布氏漏斗抽氣過濾，洗滌，以除去殘留酸液，抽干，即得粗乙酰苯胺。

分離提純：

將粗乙酰苯胺溶于300mL熱水中，加熱至沸騰。放置數分鐘后，加入約0.5g粉未狀活性炭，用玻璃棒攪拌并煮沸10min，然后進行熱過濾，結晶，抽濾，晾干，稱量并計算產率。

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，實驗中要在__內取用，加入過量冰醋酸的目的是__。

(2)反應開始時要小火加熱10min是為了__。

(3)實驗中使用刺形分餾柱能較好地提高乙酰苯胺產率，試從化學平衡的角度分析其原因：__。

(4)反應中加熱方式可采用__(填“水浴”“油浴”或"直接加熱”)，蒸氣溫度的最佳范圍是__(填字母代號)。

a．100~105℃ b．117.9~184℃ c．280~290℃

(5)判斷反應基本完全的現象是__，洗滌乙酰苯胺粗品最合適的試劑是__(填字母代號)。

a．用少量熱水洗 b．用少量冷水洗

c．先用冷水洗，再用熱水洗 d．用酒精洗

(6)分離提純乙酰苯胺時，在加入活性炭脫色前需放置數分鐘，使熱溶液稍冷卻，其目的是__，若加入過多的活性炭，使乙酰苯胺的產率__(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(7)該實驗最終得到純品7.36g，則乙酰苯胺的產率是__%(結果保留一位小數)。

Answer 1

【答案】通風櫥 促進反應正向進行，提高苯胺的轉化率 讓苯胺與乙酸反應成鹽 使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內繼續反應，從而提高乙酰苯胺的產率 油浴 a 冷凝管中不再有液滴流下 b 防止暴沸 偏小 49.7

【解析】

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，實驗中要防止其擴散到室內空氣中，過量加入反應物(冰醋酸)的目的，應從平衡移動考慮。

(2)反應開始時要小火加熱10min，主要是讓反應物充分反應。

(3)實驗中使用刺形分餾柱，可提高乙酰苯胺產率，則應從反應物的利用率和平衡移動兩個方面分析原因。

(4)反應中加熱溫度超過100℃，不能采用水�。徽舭l時，應減少反應物的揮發損失。

(5)判斷反應基本完全，則基本上看不到反應物產生的現象；乙酰苯胺易溶于酒精，在熱水中的溶解度也比較大，由此可確定洗滌粗品最合適的試劑。

(6)熱溶液中加入冷物體，會發生暴沸；活性炭有吸附能力，會吸附有機物。

(7)計算乙酰苯胺的產率時，應先算出理論產量。

(1)由于冰醋酸具有強烈刺激性，易擴散到室內空氣中，損害人的呼吸道，所以實驗中要在通風櫥內取用；苯胺與冰醋酸的反應為可逆反應，加入過量冰醋酸的目的，促進平衡正向移動，提高苯胺的轉化率。答案為：通風櫥；促進反應正向進行，提高苯胺的轉化率；

(2)可逆反應進行比較緩慢，需要一定的時間，且乙酸與苯胺反應是先生成鹽，后發生脫水反應，所以反應開始時小火加熱10min，是為了讓苯胺與乙酸反應成鹽。答案為：讓苯胺與乙酸反應成鹽；

(3)反應可逆，且加熱過程中反應物會轉化為蒸氣，隨水蒸氣一起蒸出，實驗中使用刺形分餾柱，可將乙酸、苯胺的蒸氣冷凝，讓其重新流回反應裝置內，同時將產物中的水蒸出，從而提高乙酰苯胺的產率，從化學平衡的角度分析其原因是：使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內繼續反應，從而提高乙酰苯胺的產率。答案為：使用刺形分餾柱可以很好地將沸點差別不太大的乙酸和水分開，只將生成的水蒸出，使平衡向生成乙酸苯胺的方向移動，乙酸又可以回流到燒瓶內繼續反應，從而提高乙酰苯胺的產率；

(4)反應中需要將生成的水蒸出，促進平衡正向移動，提高產率。水的沸點是100℃，而冰醋酸的沸點為117.9℃，溫度過高會導致反應物的揮發，溫度過低反應速率太慢，且不易除去水，所以加熱溫度應介于水與乙酸的沸點之間，不能采用水浴反應，加熱方式可采用油浴，最佳溫度范圍是a。答案為：油��；a；

(5)不斷分離出生成的水，可以使反應正向進行，提高乙酰苯胺的產率，反應基本完全時，冷凝管中不再有液滴流下；乙酰苯胺易溶于酒精和熱水，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量的冷水洗，以減少溶解損失。答案為：冷凝管中不再有液滴流下；b；

(6)分離提純乙酰苯胺時，若趁熱加入活性炭，溶液會因受熱不均而暴沸，所以在加入活性炭脫色前需放置數分鐘，使熱溶液稍冷卻，其目的是防止暴沸，若加入過多的活性炭，則會吸附一部分乙酰苯胺，使乙酰苯胺的產率偏小。答案為：防止暴沸；偏��；

(7)苯胺的物質的量為=0.11mol，理論上完全反應生成乙酰苯胺的質量為0.11mol×135.16g/mol=14.8g，該實驗最終得到純品7.36g，則乙酰苯胺的產率是=49.7%。答案為：49.7。