（2023年湖北卷）實(shí)驗(yàn)室用以下裝置(夾持和水浴加熱裝置略)制備乙酸異戊酯(沸點(diǎn)142℃)，實(shí)驗(yàn)中利用環(huán)己烷-水的共沸體系(沸點(diǎn)69℃)帶出水分。已知體系中沸點(diǎn)最低的有機(jī)物是環(huán)己烷(沸點(diǎn)81℃)，其反應(yīng)原理：
| A．以共沸體系帶水促使反應(yīng)正向進(jìn)行 | B．反應(yīng)時(shí)水浴溫度需嚴(yán)格控制在69℃ |
| C．接收瓶中會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象 | D．根據(jù)帶出水的體積可估算反應(yīng)進(jìn)度 |
解析：
A．由反應(yīng)方程式可知，生成物中含有水，若將水分離出去，可促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，該反應(yīng)選擇以共沸體系帶水可以促使反應(yīng)正向進(jìn)行，A正確；
B．反應(yīng)產(chǎn)品的沸點(diǎn)為142℃，環(huán)己烷的沸點(diǎn)是81℃，環(huán)己烷-水的共沸體系的沸點(diǎn)為69℃，可以溫度可以控制在69℃～81℃之間，不需要嚴(yán)格控制在69℃，B錯(cuò)誤；
C．接收瓶中接收的是環(huán)己烷-水的共沸體系，環(huán)己烷不溶于水，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，C正確；
D．根據(jù)投料量，可估計(jì)生成水的體積，所以可根據(jù)帶出水的體積估算反應(yīng)進(jìn)度，D正確；
故選B。
共沸現(xiàn)象，作為題干中出現(xiàn)的信息直接呈現(xiàn)給考生，考察學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼{(diào)控反應(yīng)，分析“加入環(huán)己烷”這個(gè)措施后如何調(diào)整溫度，落實(shí)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識核心素養(yǎng)。
共沸現(xiàn)象是二組分液相混合物加熱氣化過程中出現(xiàn)的沸點(diǎn)恒定現(xiàn)象，這個(gè)沸點(diǎn)恒定現(xiàn)象不同于簡單蒸餾過程中溫度到達(dá)某一單一組分沸點(diǎn)后這一單一組分氣化蒸出。這里是多個(gè)組分同時(shí)在某一溫度被蒸出，混合物的組成也就是相對百分含量在氣液兩相中完全相同，得到的也是混合物，也就是說：在某一壓力下，共沸混合物無法通過蒸餾或分餾分離。
共沸現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是實(shí)際混合物行為偏離理想液態(tài)混合物的相變的行為，不遵循拉烏爾定律和亨利定律。具體原理請還需進(jìn)一步研究物化相平衡理論。由于實(shí)際液態(tài)混合物與理想液態(tài)混合物的偏差導(dǎo)致共沸混合物產(chǎn)生了兩個(gè)極端，即共沸物的沸點(diǎn)高于純組分單一存在時(shí)的沸點(diǎn)和共沸物的沸點(diǎn)低于純組分單一存在時(shí)的沸點(diǎn)。
湖北高考題采用環(huán)己烷與水形成共沸混合物，降低了水的沸點(diǎn)，利于水的快速蒸出，利于平衡持續(xù)不斷右移，提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率，這是有益于反應(yīng)的。相似的操作在高考模擬題中也會(huì)見到：（苯的作用？除了做溶劑還與水形成共沸混合物利于水的快速蒸出。）
查閱資料顯示：當(dāng)苯的摩爾分?jǐn)?shù)占91.1%，水的摩爾8.9%的苯水混合體系形成時(shí)，就組成共沸混合物，它的沸點(diǎn)只有69.4度，低于任一單一組分的沸點(diǎn)，當(dāng)然此題中還涉及其他組分，恒沸點(diǎn)溫度可能與資料溫度有出入。
剛才講了共沸混合物有利于實(shí)驗(yàn)的一面，當(dāng)然形成共沸混合物也有麻煩的一面。比如有些條件苛刻的在乙醇中的合成反應(yīng)需要嚴(yán)格的無水環(huán)境，就要用到絕對乙醇。乙醇與水之間存在強(qiáng)烈的分子間氫鍵作用，95%的乙醇溶液就是一個(gè)共沸混合物，從95乙醇制備無水乙醇或絕對乙醇時(shí)就要打破共沸體系，單純常壓下提高溫度精餾無法實(shí)現(xiàn)分離，這時(shí)需要通過改變壓力或使用其他手段。常需要加入生石灰吸水，在蒸餾得到99.5%的無水乙醇，如需要純度更高的絕對乙醇，則還需用鈉絲或鎂絲處理，得到的絕對乙醇保存時(shí)還需非常注意防水除濕。
聲 明：文章內(nèi)容來源于跑進(jìn)實(shí)驗(yàn)室 。如有侵權(quán)，請聯(lián)系小編刪除，謝謝！