已知甲酸（HCOOH）和乙酸为同系物．在实验室里常用甲酸在浓硫酸的作用下制取少量一氧化碳，现用甲酸与乙

Question

已知甲酸（HCOOH）和乙酸为同系物．在实验室里常用甲酸在浓硫酸的作用下制取少量一氧化碳，现用甲酸与乙醇反应制取甲酸乙酯来验证甲酸具有能发生酯化反应的性质，装置如图所示．回答下列问题：（1）生成甲酸乙酯反应的化学方程式为______．若甲酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧是16O，则两者在浓硫酸作用下反应一段时间后，有______种分子含有18O．（2）烧瓶中最可能发生的副反应的产物为CO和H2O，该副反应的化学方程式为：______．（3）长导管b的作用是______．在实验过程中导管b______（填“能”或“不能”）直接与大气相通．（4）制得的甲酸乙酯中常含有杂质，通常可用______（填一种试剂的名称）把甲酸乙酯分离出，过程中应采用的实验操作是______（填操作名称），用到的主要玻璃仪器为______．（5）生成甲酸乙酯的反应是可逆反应，下列描述能说明乙醇与甲酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有（填序号）______．①单位时间里，生成1mol甲酸乙酯，同时生成1mol甲酸②单位时间里，生成1mol甲酸乙酯，同时生成1mol水③混合物中各物质的浓度不再变化④正反应的速率与逆反应的速率相等⑤单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol甲酸．

Answer 1

（1）甲酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为：HCOOH+CH₃CH₂OH

浓硫酸

△

HCOOCH₂CH₃+H₂O；
若甲酸分子中的氧都是¹⁸O，乙醇分子中的氧是¹⁶O，则两者在浓硫酸作用下反应一段时间后，甲酸中的¹⁸O在酯化反应中生成的酯和水中都含有¹⁸O，该反应为可逆反应，反应后含有¹⁸O原子的分子总共有3种，
故答案为：HCOOH+CH₃CH₂OH

浓硫酸

△

HCOOCH₂CH₃+H₂O；3；
（2）在实验室里常用甲酸在浓硫酸的作用下制取少量一氧化碳，所以副反应为甲酸分解生成一氧化碳和水，反应的化学方程式为：HCOOH

浓硫酸

△

CO↑+H₂O，
故答案为：HCOOH

浓硫酸

△

CO↑+H₂O；
（3）装置中试管带有瓶塞，长导管b与大气相通，能够起到保持内外压强平衡作用，且长导管b还能够兼起冷凝回流的作用；由于反应中有副产物一氧化碳生成，所以不能直接将一氧化碳排放到氮气中，需要进行尾气处理，
故答案为：保持内外压强平衡兼起冷凝回流的作用；不能；
（4）生成的甲酸乙酯中含有挥发出来的甲酸、乙醇杂质，饱和碳酸钠溶液能够吸收甲酸和乙醇，且甲酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度减小，所以使用饱和碳酸钠溶液分离甲酸乙酯；分离甲酸乙酯和饱和碳酸钠溶液的方法为分液，分液时主要仪器名称为分液漏斗，
故答案为：饱和碳酸钠溶液；分液；分液漏斗；
（5）①单位时间里，生成1mol甲酸乙酯表示正反应速率，同时生成1mol甲酸表示逆反应速率，等于化学计量数之比，说明到达平衡，故①正确；
②单位时间里，生成1mol甲酸乙酯，同时生成1mol水，都表示正反应速率，不能说明到达平衡状态，故②错误；
③混合物中各物质的浓度不再变化，表示正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故③正确；
④正反应的速率与逆反应的速率相等，表示各组分浓度不再变化，达到了平衡状态，故④正确；
⑤单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol甲酸，都表示正反应速率，不能说明到达平衡状态，故⑤错误；
故答案为：①③④．