[题目]Ⅰ.在298K.100kPa时.在1L水中可溶解0.09mol氯气.实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应.请回答下列问题:(1)列式近似计算该反应在298K的平衡常数 .(2)如果增大氯气的压强.平衡将向移动.Ⅱ.甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3(1)+H2O(1)HCOOH(l)+CH3OH(1) △H＞0某小组通过试验研究该反应(反应过程中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】Ⅰ、在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol氯气，实验测得溶于水的Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：

（1）列式近似计算该反应在298K的平衡常数___________。

（2）如果增大氯气的压强，平衡将向______________移动。

Ⅱ、甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3（1）+H2O（1）HCOOH(l)+CH3OH（1） △H＞0

某小组通过试验研究该反应（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）的变化如下图：

（3）请计算15～20min范围内甲酸甲酯的减少量为____________________mol

（4）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 / min

0~5

10~15

20~25

30~35

40~45

50~55

60~65

平均反应速率

/(10-3mol·min-1)

1.9

7.4

7.8

4.4

1.6

0.8

0.0

依据以上数据，出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律：________，其原因是：_________ 。

（5）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。__________

【答案】0.00045 正反应方向 0.045 先增大后减小。随着反应进行，生成HCOOH的量增多，使溶液酸性增强，对水解促进作用增大，反应速率增大；反应到一定时间，HCOOCH3的浓度减小，水解速率减慢。

【解析】

在1L水中可溶解0.09mol氯气,近似氯气浓度为0.09mol/L ;结合平衡计算平衡状态微粒的浓度,根据平衡常数概念计算得到; 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作用。

(1)在1L水中可溶解0.09mol 氯气,近似氯气浓度为0.09mol/L;根据平衡三段式列式计算得到平衡浓度:

Cl2 + H2O H+ + Cl- + HClO
起始浓度:0.09 0 0 0
转化浓度:0.03 0.03 0.030.03
平衡浓度:0.06 0.030.030.03

K==(0.030.030.03)/0.06=0.00045
因此，答案是: 0.00045 ;

（2）在上述平衡中如果增大氯气的压强,平衡向气体体积减小的反应方向进行,平衡都向正反应方向移动,因此，答案是:正反应方向;

（3）HCOOCH3（1）+H2O（1）HCOOH(l)+CH3OH（1） △H＞0,15 min甲酸甲酯的转化率为6.7,20min甲酸甲酯的转化率为11.2，HCOOCH3的初始量为1mol，所以15～20min范围内甲酸甲酯的减少量为1mol (11.2-6.7)=0.045mol,答案：0.045

（4）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作用。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为主导因素，特别是逆反应速率的增大，使总反应速率逐渐减小，直至为零达到平衡状态。答案：先增大后减小、随着反应进行，生成HCOOH的量增多，使溶液酸性增强，对水解促进作用增大，反应速率增大；反应到一定时间，HCOOCH3的浓度减小，水解速率减慢。

（5）因为该反应是吸热反应，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。其他条件不变，仅改变温度为T2（T2大于T1），在温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图为：。