题目内容
17．
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表：
| 组分 | HCOOCH3 | H2O | HCOOH | CH3OH |
| 物质的量/mol | 1.00 | 1.99 | 0.01 | 0.52 |
（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/（10-3mol•min-1） | 1.9 | 7.4 | 7.8 | 4.4 | 1.6 | 0.8 | 0.0 |
（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．
（3）上述反应的平衡常数表达式为：K=$\frac{c（HCOOH）•c（C{H}_{3}OH）}{c（HCOOC{H}_{3}）•c（{H}_{2}O）}$，则该反应在温度T1下的K值为$\frac{1}{7}$．
（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．
分析 （1）由图表可知，15min时，甲酸甲酯的转化率为6.7%；20min时，甲酸甲酯的转化率为11.2%，两次时刻剩余的甲酸甲酯的物质的量之差，即为15～20min范围内甲酸甲酯的减少量；
根据题目图表可知反应速率为单位时间内物质的量的变化，15～20min范围内甲酸甲酯的平均速率为$\frac{△n}{△t}$，据此求解；
（2）甲酸具有催化作用，加快反应，开始氢离子浓度小，催化效果不明显，随着反应进行氢离子浓度增大，催化效果明显，甲酸增加到一定程度后，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，当达到平衡时，反应速率几乎不变；
（3）由图象与表格可知，在75min时达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24%，计算出平衡时反应混合物各物质的物质的量，代入表达式计算；
（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，甲酸甲酯的转化率减小．
解答 解：（1）15min时，甲酸甲酯的转化率为6.7%，所以15min时，甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×6.7%=0.933mol；20min时，甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时，甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×11.2%=0.888mol，所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol-0.888mol=0.045mol，则甲酸甲酯的平均速率=0.045mol/5min=0.009mol•min-1．
故答案为：0.045；0.009；
（2）从题给数据不难看出，平均速率的变化随转化率的增大先增大再减小，后保持不变．因为反应开始甲酸甲酯的浓度大，所以反应速率较大，后随着反应进行甲酸甲酯的浓度减小，反应速率减小，当达到平衡时，反应速率几乎不变，其规律及原因如下：
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，
故答案为：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）由图象与表格可知，在75min时达到平衡，甲酸甲酯的转化率为24%，所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%=0.24mol，结合方程式可计算得平衡时，甲酸甲酯物质的量=0.76mol，水的物质的量1.75mol，甲酸的物质的量=0.25mol，甲醇的物质的量=0.76mol．所以K=（0.76×0.25）/（1.75×0.76）=1/7．
故答案为：$\frac{1}{7}$；
（4）因为升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间减少，所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1，又该反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，甲酸甲酯的转化率增大，所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要高于T1．图象为
，
故答案为：
点评 本题考查考生对化学反应速率概念，化学平衡的了解及其影响因素的理解，为高考常见题型，侧重学生的分析、计算能力的考查，对化学平衡常数简单计算的掌握，注重考查学生知识迁移、读图及表达能力．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案| A． | 生成0.025 mol P2O5 | |
| B． | 生成 P2O3所释放的热量为（Y-0.05X） kJ | |
| C． | 2P（s）+$\frac{3}{2}$O2（g）=P2O3（s）△H=-（40Y-2X）kJ•mol-1 | |
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NaCN为剧毒无机物．某化学兴趣小组查阅资料得知，实验室里的氰化钠溶液可使用硫代硫酸钠溶液进行统一解毒销毁，他们开展了以下三个实验，根据要求回答问题：
苯乙酸是有机合成的中间产物，下面是它的一种实验室合成路线：
+H2O+H2SO4$\stackrel{100～130℃}{→}$
+NH4HSO4（1）已知2N2H4（l）+N2O4（l）═3N2（g）+4H2O（l）△H=-1225kJ．mol-1
| 化学键 | N-H | N-N | N≡N | O-H |
| 键能（kJ．mol-1） | 390 | 190 | 946 | 460 |
（2）800℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）△H＞0，若开始向容器中加入1mol/L的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如下图曲线Ⅰ所示．
①请在图中绘制出在其它条件与反应I相同时，反应在820℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线．
②800℃时，若开始时向容器中同时加入1mol/L NO、0.2mol/L O2、0.5mol/L NO2，则v（正）＞v（逆）（填“＞”或“＜”或“=”或“无法确定”）．
（3）己知N2O4（g）?2NO2（g）△H=+57.20 kJ/mol，t时，将一定量的NO2、N2O4，充人一个容器为2L的恒容密闭容器中，两种物质的浓度随时间变化关系如表所示：
| 时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c（X）/（mol/L） | 0.2 | c | 0.6 | 0.6 | 1.0 | c1 | c1 |
| c（Y）/（mol/L） | 0.6 | c | 0.4 | 0.4 | 0.4 | c2 | c2 |
②前10min内用NO2表示的反应速率为0.04mol/（L．min），20min时改变的条件是增大NO2的浓度；重新达到平衡时，NO2的百分含量b（填选项前字母）．
a．增大 b．减小 c．不变 d．无法判断．
图为实验室制溴苯的实验装置图，请根据图回答下列问题
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