乙酸乙酯皂化试验中,下列说法 不正确 的是A. 只有测出κ0,κt和κ∞,才能求得反应的速率常数B. 反应t时刻的电导率时溶液中Na 离子、氢氧根、醋酸根对电导率贡献之和。C. 反应起始的电导率κ0由等体积的氢氧化钠和水混合后测出D. 反应过程中电导率不断下降
A. 只有测出κ0,κt和κ∞,才能求得反应的速率常数
B. 反应t时刻的电导率时溶液中Na 离子、氢氧根、醋酸根对电导率贡献之和。
C. 反应起始的电导率κ0由等体积的氢氧化钠和水混合后测出
D. 反应过程中电导率不断下降
题目解答
答案
解析
本题考查乙酸乙酯皂化反应实验的原理及相关操作,需对电导率变化、速率常数计算等关键知识点准确理解。
选项A分析
乙酸乙酯皂化反应的动力学方程为:$k = \frac{1}{t(a - x x)} \ln\left(\frac{a}{a - x}\right)$,其中$a$为反应物初始浓度,$x$为$t$时刻反应物浓度变化量。由于反应中电导率与浓度变化相关,通过电导率数据可推导:
- $\kappa_0$:反应初始电导率(仅NaOH贡献);
- $\kappa_t$:$t$时刻电导率(NaOH和CH₃COONa混合贡献);
- $\kappa_\infty$:反应完全时电导率(仅CH₃COONa贡献)。
速率常数$k$的计算公式为:$k = \frac{\kappa_0 - \kappa_t}{t(\kappa_t - \kappa_\infty)} \ln\left(\frac{1}{c_0}\right)$($c_0$为初始浓度)。仅需$\kappa_0$、$\kappa_t$、$\kappa_\infty$即可计算$k$,但题目称“只有测出三者才能求$k$”是否绝对?实际上,若已知初始浓度$c_0$,理论上可通过其他方式关联,但实验中常规做法确实需测这三个电导率值,且题目问“不正确”,需看其他选项是否更错。
选项B分析
反应$t$时刻,溶液中存在$Na^+$(来自NaOH,浓度不变)、$OH^-$(剩余NaOH)、$CH_3COO^-$(生成的醋酸钠),这三种离子均为强电解质,完全电离,贡献总电导率。B正确。
选项C分析
反应初始时,乙酸乙酯和NaOH等浓度混合,反应未开始,溶液中仅NaOH导电。但$\kappa_0$需模拟“反应初始时NaOH{document{的电导率”,由于混合后反应立即开始,实际需用等体积、等浓度的NaOH溶液和水混合(或同浓度下的NaOH电导率)来替代$\kappa_0$(因水的电导率可忽略)。C正确。
选项D分析
反应中,$OH^-$(电导率大)逐渐被$CH_3COO^-$(电导率小)取代,总电导率随反应进行不断下降,直至$\kappa_\infty$。D正确。
关键:选项A的“只有…才…”是否绝对?
题目中“只有测出$\kappa_0$、$\kappa_t$和$\kappa_\infty$,才能求得反应的速率常数”,实际上,若已知$c_0$和$\kappa_0$、$\kappa_t$、$\kappa_\infty$的关系,理论上可通过其他方式计算,但实验中这三个电导率是必需的,且题目给出的答案为A,说明命题人认为A的表述“只有…才能…”是错误的(可能存在其他方式?或表述绝对化错误)。而其他选项均明确正确,故A为不正确选项。