Question

甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為：
HCOOCH₃（l）+H₂O（l）?HCOOH（l）+CH₃OH（l）△H＞0
某小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究該反應(yīng)（反應(yīng)過(guò)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(shí)間（t）的變化如下圖：

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

反應(yīng)時(shí)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/（10-1mol?min-1	1.9	7.4	7.8	4.4	1.6	0.8	0.0

請(qǐng)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-1（不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
（2）依據(jù)以上數(shù)據(jù)，推測(cè)該反應(yīng)在10-40分鐘間反應(yīng)速率較快的原因：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）由圖表可知，15min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為6.7%；20min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為11.2%，兩次時(shí)刻剩余的甲酸甲酯的物質(zhì)的量之差，即為15～20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量；根據(jù)題目圖表可知反應(yīng)速率為單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量的變化，15～20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均速率為

△n

△t

，據(jù)此求解；
（2）甲酸具有催化作用，加快反應(yīng)，開(kāi)始?xì)潆x子濃度小，催化效果不明顯，隨著反應(yīng)進(jìn)行氫離子濃度增大，催化效果明顯，甲酸增加到一定程度后，濃度對(duì)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，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)速率幾乎不變．

解答： 解：（1）15min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為6.7%，20min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為11.2%，故15至20min甲酸甲酯的減少量為1.00mol×（11.2%-6.7%）=0.045mol，則甲酸甲酯的平均速率=

0.045

5

=0.009mol?min^-1，
故答案為：0.045mol；0.009；
（2）從題給數(shù)據(jù)不難看出，平均速率的變化隨轉(zhuǎn)化率的增大先增大再減小，后保持不變．因?yàn)榉磻?yīng)開(kāi)始甲酸甲酯的濃度大，所以反應(yīng)速率較大，故甲酸具有催化作用，加快反應(yīng)，后隨著反應(yīng)進(jìn)行甲酸甲酯的濃度減小，反應(yīng)速率減小，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)速率幾乎不變．
故答案為：該反應(yīng)中甲酸具有催化作用；在反應(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．

點(diǎn)評(píng)：本題考查考生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率概念，化學(xué)平衡的了解及其影響因素的理解，難度不大．要注意甲酸具有催化作用．