摘要:15.甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3(l)+H2O+CH3OH(l) ΔH>0某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计).反应体系中各组分的起始量如下表: 组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH 物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52 甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化见下图: (1)根据上述条件.计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率.结果见下表: 反应时间 范围/min 0-5 10-15 20-25 30-35 40-45 50-55 75-80 平均反应速率/ (10-3 mol·min-1) 1.9 7.4 7.8 4.4 1.6 0.8 0.0 请计算15-20 min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol.甲酸甲酯的平均反应速率为 mol·min-1. (2)依据以上数据.写出该反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: . (3)上述反应的平衡常数表达式为: K=.则该反应在温度T1下的K值为 . (4)其他条件不变.仅改变温度为T2(T2大于T1).画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图. [解析] (1)由图中数据可以看出15-20 min内甲酸甲酯转化率提高了4.5%.利用转化率和速率的计算式计算. (2)表格中平均反应速率的数据显示反应速率先增大后减小.因该反应是吸热反应排除温度升高的影响.则只能是反应体系中的某物质对该反应起到催化剂作用.而起始反应物中HCOOH的量很小.只能是其具有催化作用造成的. (3)同一混合体系中各物质的浓度之比与物质的量之比相等.故可将平衡时刻各物质的物质的量代入平衡常数计算公式求算. (4)注意该反应是吸热反应.T2>T1.温度升高.既能加快反应速率.又能缩短达到平衡的时间.提高转化率. [答案] (1)0.045 9.0×10-3 (2)该反应中甲酸具有催化作用.①反应初期:虽然甲酸甲酯量较大.但甲酸量很小.催化效果不明显.反应速率较慢,②反应中期:甲酸量逐渐增多.催化效果显著.反应速率明显增大,③反应后期:甲酸量增加到一定程度后.浓度对反应速率的影响成主导因素.特别是逆反应速率的增大.使正反应速率逐渐减小.直至达到平衡状态 (3)0.14 (4)

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(2009?广东)甲酸甲酯水解反应方程式为:
HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l)△H>0
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计).反应体系中各组分的起始量如下表:

甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:

请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为
0.045
0.045
mol,甲酸甲酯的平均反应速率为
0.009
0.009
mol?min-1(不要求写出计算过程).
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因:
①反应初期:虽然甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢.
②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大.
③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零.
①反应初期:虽然甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢.
②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大.
③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零.

(3)上述反应的平衡常数表达式为:K=
c(HCOOH)?c(CH3OH)
c(HCOOCH3)?c(H2O)
,则该反应在温度T1下的K值为
1
7
1
7

(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图.
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