【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HCOOC】-393查询网问答

【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HCOOC】

更新时间：2024-04-25 18:10:07

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问题描述：

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HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH

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，结果见表：

反应时间范围/min0～510～1520～2530～3540～4550～5575～80

平均反应速率/（10-3mol•min-1）

1.9

7.4

7.8

4.4

1.6

0.8

0.0

请计算15～20min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（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：___．

（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___．

（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．

刘娇回答：

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　　（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：17