Question

甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為：HCOOCH₃ + H₂O  HCOOH + CH₃OH – Q（Q>0）

某小組通過實(shí)驗(yàn)研究該反應(yīng)（反應(yīng)過程中體積變化忽略不計(jì)）。反應(yīng)體系中各組分的起始量如左下表。甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T₁下隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化如右下圖：

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

上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______________________。

計(jì)算15~20min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；80~90min范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為___________ mol/min。

依據(jù)以上數(shù)據(jù)，推斷該反應(yīng)在10min后反應(yīng)速率迅速加快的原因：         。

其他條件不變，提高溫度為T₂，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(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。

 

Answer 1

【答案】

（1分）0.045 ， 9.0×10^-3，  0（3分）

該反應(yīng)中甲酸具有催化作用，甲酸量逐漸增多，催化效果顯著，反應(yīng)速率明顯增大。（2分）

（2分）

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，平衡常數(shù)。

（2）根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)化率可知，15min時(shí)甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率是6.7%，則消耗甲酸甲酯的物質(zhì)的量是0.067mol。20min時(shí)甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率是11.2%，則消耗甲酸甲酯的物質(zhì)的量是0.112mol，所以在15～20min內(nèi)甲酸甲酯減少了0.112mol－0.067mol＝0.045。則甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為0.045mol÷5min＝0.009mol/min；根據(jù)圖像可知，80min后反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，則80～90min范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為0。

（3）由于在該反應(yīng)中甲酸具有催化作用，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，甲酸量逐漸增多，催化效果顯著，反應(yīng)速率明顯增大。

（4）正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。且反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡的時(shí)間少，即圖像是（見答案）。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算以及外界條件對反應(yīng)速率的影響

點(diǎn)評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，綜合性強(qiáng)，在注重對學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)鞏固與訓(xùn)練的同時(shí)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)與解題方法的指導(dǎo)和訓(xùn)練，旨在考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和應(yīng)試能力。