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114學測自然 第31題 詳解

酯化與中和・離子觀念 · 多選 · 題目出處:114 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)

答案(B)(D)(E)看逐步解析 ↓

題目
乙酸和乙醇在硫酸催化下,可進行酯化反應如式 1,假設乙酸與乙醇皆反應完全無殘留,蒸餾後可製得乙酸乙酯。氯化氫和氫氧化鈉的水溶液可進行反應如式 2,與酯化反應類似,可產生一分子的水。

式 1:CH3COOH(aq)+C2H5OH(l)硫酸,ΔCH3COOC2H5(l)+H2O(l)\mathrm{CH_3COOH(aq)+C_2H_5OH(l)\xrightarrow{硫酸,\Delta}CH_3COOC_2H_5(l)+H_2O(l)}
式 2:HCl(aq)+NaOH(aq)室溫NaCl(aq)+H2O(l)\mathrm{HCl(aq)+NaOH(aq)\xrightarrow{室溫}NaCl(aq)+H_2O(l)}

比較這二類反應,試問下列敘述,哪些正確?(應選 3 項)
(A) 式 1 與式 2 的反應皆可寫成淨離子反應式:H+(aq)+OH(aq)H2O(l)\mathrm{H^+(aq)+OH^-(aq)\rightarrow H_2O(l)}
(B) 乙酸與氯化氫溶於水,可解離出 H+\mathrm{H^+},兩者皆為電解質
(C) 乙酸與氯化氫溶於水,可解離出 H+\mathrm{H^+},兩者皆為離子化合物
(D) 利用蒸餾法可取得乙酸乙酯,是利用產物間沸點不同的性質做分離
(E) 式 2 為放熱反應

逐步解析

  1. 1

    先抓題目在比什麼

    這題把兩類反應放在一起:式一是乙酸和乙醇的酯化反應;式二是氫氯酸和氫氧化鈉的酸鹼中和。重點不是只看生成水,而是看反應物性質、離子行為和分離方法。
  2. 2

    判斷選項 A

    A 錯。式二在水溶液中可寫成淨離子反應式 H+(aq)+OH(aq)H2O(l)\mathrm{H^+(aq)+OH^-(aq)\rightarrow H_2O(l)},這是酸鹼中和的典型形式;但式一是乙酸和乙醇在硫酸催化下進行酯化,反應物不是一對 H+\mathrm{H^+}OH\mathrm{OH^-} 直接中和,所以不能寫成同樣的淨離子反應式。
  3. 3

    判斷選項 B

    B 對。乙酸溶於水時會部分電離,屬於電解質;氯化氫溶於水時會幾乎完全電離,也屬於電解質。題幹說「可解離出 H+\mathrm{H^+}」是在說它們在水中的酸性表現,兩者都符合電解質的定義。
  4. 4

    判斷選項 C

    C 錯。乙酸和氯化氫雖然溶於水都能產生 H+\mathrm{H^+},但乙酸是分子化合物,氯化氫本身也不是離子化合物;它們在水中是發生電離或離子化,不代表原本就是離子化合物。離子化合物的典型例子應是 NaCl\mathrm{NaCl} 這類鹽類。
  5. 5

    判斷選項 D

    D 對。式一蒸餾後可得到乙酸乙酯,利用的是各物質沸點不同、揮發性不同的性質來分離。因為生成物與未反應物或副產物的沸點不同,所以可以用蒸餾把乙酸乙酯分出來。
  6. 6

    判斷選項 E

    E 對。氫氧化鈉和氯化氫的中和反應一般會放出熱量,屬於放熱反應。酸提供 H+\mathrm{H^+}、鹼提供 OH\mathrm{OH^-} 生成水時,會釋放熱能,因此式二為放熱反應。
答案
(B)(D)(E)

關鍵觀念:#酯化反應 #酸鹼中和 #電解質

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常見卡點
最容易把「溶於水會產生 H+\mathrm{H^+}」誤認成「就是離子化合物」,也常把酯化和中和混為一談,直接套用同一個淨離子反應式。

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