甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3(l)＋H2O(l)HCOOH(l)＋CH3OH(l)　ΔH>0，某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略

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甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH₃(l)＋H₂O(l)

HCOOH(l)＋CH₃OH(l)　ΔH>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)的变化见下图：

(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，结果见下表：

反应时间范围/min	0～5	10～15	20～25	30～35	40～45	50～55	75～80
平均反应速率 /(10^－3 mol·min^－1	1.9	7.4	7.8	4.4	1.6	0.8	0.0

请计算15～20 min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)其他条件不变，仅改变温度为T₂(T₂大于T₁)，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

(1)0.045　9.0×10^－3
(2)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。

解析

(1)由图中数据可以看出15～20 min内甲酸甲酯转化率提高了4.5%，利用转化率和速率的计算式计算。
(2)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。
(3)注意该反应是吸热反应，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。

举一反三

氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2%H₂O₂溶液	无
②	10 mL 5%H₂O₂溶液	无
③	10 mL 5%H₂O₂溶液	1 mL 0.1 mol·L^－¹FeCl₃溶液
④	10 mL 5%H₂O₂溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^－¹FeCl₃溶液
⑤	10 mL 5%H₂O₂溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^－¹FeCl₃溶液

(1)实验①和②的目的是________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是________(填一种即可)。
(2)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析该图能够得出的实验结论是________。
Ⅱ.资料显示，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用。为比较Fe³^＋和Cu²^＋对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。

(1)某同学通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量________或________来比较；
(2)0.1 g MnO₂粉末加入50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因：________，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为________。(保留两位有效数字，在标准状况下测定)

Ⅲ.(1)为了加深对影响反应速率因素的认识，老师让甲同学完成下列实验：
在Ⅱ中的实验装置的锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸，10 s时收集产生的H₂体积为50 mL(若折合成标准状况下的H₂体积为44.8mL)，用锌粒来表示10s内该反应的速率为______g/s；
(2)根据化学反应速率与化学平衡理论，联系化工生产实际，你认为下列说法不正确的是________(填序号)。
A．化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可以指导怎样使有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高产品产率的有效办法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

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加0.1 mol MnO₂粉末于50 mL过氧化氢(H₂O₂，ρ＝1.1 g· mL^－1)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。

(1)实验时放出气体的总体积是_____________________________。
(2)放出一半气体所需时间为_______________________________。
(3)反应放出气体总体积的

所需的时间约为__________________
(4)A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为____________________
(5)解释反应速率变化的原因___________________________________________________
(6)计算H₂O₂的初始物质的量浓度____________________
(7)求反应到2 min时，H₂O₂的质量分数_________________________

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在一个体积为1 L的密闭容器中发生某化学反应：2A(g)

B(g)＋C(g)，在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800°C，实验Ⅲ在850°C，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度(mol·L^－1)随时间(min)的变化如图所示。

试回答下列问题：
(1)在实验Ⅰ中，反应在20～40 min内A的平均反应速率为________mol·L^－1·min^－1。实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，可能隐含的反应条件是________________。
(2)该反应的ΔH________0，其判断理由是________。
(3)实验Ⅰ第40 min末，若降低反应温度，达到新的平衡后，A的浓度不可能为________(填序号)。
A．0.35 mol·L^－1 B．0.4 mol·L^－1 C．0.7 mol·L^－1 D．0.8 mol·L^－1
(4)若反应在800°C进行，在该1 L的密闭容器中加入1 mol A、0.2 mol He，达到平衡时A的转化率应________。
A．等于86% B．等于50%
C．小于50% D．介于50%～86%之间

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500℃时，将H₂和N₂置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H₂、N₂和NH₃物质的量变化如图所示，分析图像完成下列问题：

(1)0～10分钟，N₂的平均反应速率为________mol·L^－1·min^－1,0～10分钟与10～20分钟两个时间段中，N₂的反应速率之比为________。反应在第10 min可能改变的条件是________，运用图像信息说明该条件不是升温的原因：________。
(2)计算500℃时，反应N₂＋3H₂

2NH₃的平衡常数K的数值为________。保持温度不变，反应进行至25 min时，抽去0.1 mol氨，此时平衡常数K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。保持体积不变，达到新平衡后的正反应的化学反应速率比原平衡状态________(填“大”“小”或“不变”)。
(3)在上图中画出25～40 min时间段内N₂的物质的量的变化图像。

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298 K时，某容积固定为1 L的密闭容器中发生如下可逆反应：A(g)

2B(g)　ΔH＝-a kJ·mol^－1。其中B的物质的量浓度随时间变化如图所示。

试回答下列问题。
（1）已知298 K时60 s达到平衡，比较40～60 s内和60～80s内B的平均反应速率:v₍₄₀_～60)        v₍₆₀_～80)(填“﹥”或“﹦”或“﹤”)。
（2）若298 K达到平衡时，B的平衡浓度为A的3倍，共放出热量x kJ，开始加入A的物质的量是       mol。
（3）298k时，该反应的平衡常数为       mol/L。
（4）若反应在298 K进行，在1 L密闭容器中加入1 mol B、0.2 mol Ne，达到平衡时共吸收热量y kJ，此时B的转化率为       (填序号)。
A．等于60%   B．等于40%
C．小于40%   D．介于40%～60%之间
（5）结合（2）、（4）相关数据，写出a、x、y三者的等式关系式：            。
（6）若反应在298K进行，反应起始浓度为c(A)=c(B)=1.0mol/L，则化学平衡将         (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
（7）已知曲线上任意两点之间连线的斜率表示该时间段内B的平均反应速率(例如直线EF的斜率表示20 s～60 s内B的平均反应速率)，则曲线上任意一点的切线斜率的意义是                      。

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