試題詳解

23.探討化學反應時,若將反應中的特定原子以同位素替代(標記),便可得知其反應途徑,例如,在乙酸與乙醇的酯化反應中,若以氧的同位素¹⁸O,標記乙 醇分子中的氧原子,使之成為C₂H₅¹⁸OH,便可得知乙酸乙酯的生成主要是乙 酸中的OH基被乙醇的¹⁸OC₂H₅取代所致:
CH₃COOH+C₂H₅¹⁸OH⇌CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O
因此渉及下述化學鍵斷裂:

並非來自於下述斷裂:

科學家也以類似方法,將水分子中的¹⁶O置換成¹⁸O,藉以探討鐵的生銹反應:
2 Fe+O₂+4H₂¹⁸O→ 2Fe(¹⁸OH)₂+2 H₂O  
依據上述反應式,下列有關鐵生銹的敘述,哪些是正確的?
(A)與鐵化合的氧,來自空氣中的氧氣
(B)與鐵化合的氧,來自溶於水中的氧分子
(C)與鐵化合的氧,來自水分子中的氧原子
(D)鐵生銹時,同時進行水的分解
(E)鐵生銹時,同時有水的產生