Question

甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為：

HCOOCH₃（l）+H₂O（l）HCOOH（l）+CH₃OH（l） ΔH＞0

某小組通過實(shí)驗研究該反應(yīng)（反應(yīng)過程中體積變化忽略不計）。反應(yīng)體系中各組分的起始量如下表：

組分	HCOOCH3	H2O	HCOOH	CH3OH
物質(zhì)的量/mol	1.00	1.99	0.01	0.52

甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T₁下隨反應(yīng)時間（t）的變化見下圖：

（1）根據(jù)上述條件，計算不同時間范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率，結(jié)果見下表：

反應(yīng)時間范圍/min	0～5	10～15	20～25	30～35	40～45	50～55	75～80
平均反應(yīng)速率/（10-3 mol·min-1）	1.9	7.4	7.8	4.4	1.6	0.8	0.0

請計算15～20 min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為_____________________mol，甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為__________________________mol·min^-1（不要求寫出計算過程）。

（2）依據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的反應(yīng)速率在不同階段的變化規(guī)律及其原因：_______________________________________________________________________________。

（3）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:，則該反應(yīng)在溫度T₁下的K值為___________________________________。

（4）其他條件不變，僅改變溫度為T₂（T₂大于T₁），在答題卡框圖中畫出溫度T₂下甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。

Answer 1

（1）0.045 9×10^-3

(2)該反應(yīng)中甲酸具有催化作用

①反應(yīng)初期：雖然甲酸甲酯量較大，但甲酸量很小，催化效果不明顯，反應(yīng)速率較慢；

②反應(yīng)中期：甲酸量逐漸增多，催化效果顯著，反應(yīng)速率明顯增大；

③反應(yīng)后期：甲酸量增加到一定程度后，濃度對反應(yīng)速率的影響成主導(dǎo)因素，特別是逆反應(yīng)速率的增大，使總反應(yīng)速率逐漸減小，直至為零

（3）0.14

（4）

解析：（1）由15 min、20 min時的轉(zhuǎn)化率即可求甲酸甲酯在15～20 min的減少量及反應(yīng)速率。

（3）由圖象知，平衡狀態(tài)下HCOOCH₃的轉(zhuǎn)化率為24%。

    HCOOCH₃+H₂OHCOOH+CH₃OH

n₀   1.00 mol   1.99 mol0.01 mol  0.52 mol

n_平 0.76 mol   1.75 mol0.25 mol  0.76 mol