Question

（2013?金華模擬）對化學反應的研究需要從反應條件、限度、速率、定量關系等因素進行綜合分析．下列是關于化學反應的系列研究，請根據相關信息回答問題．
I．關于反應物之間的定量關系的研究：
（1）已知反應：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，該反應的離子方程式為

2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-

．
（2）298K時，Mg（OH）₂的溶度積常數Ksp=5.6×10^-12，將物質的量濃度均為2×10^-4mol?L^-1的氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，能否產生氫氧化鎂沉淀？

否

（填“能”或“否”）．
Ⅱ，關于反應速率、限度的研究：
近段時間，全國范圍內的霧霾天氣嚴重影響了人們的身體健康．環境問題越來越受到人們的重視．汽車尾氣中含有較多的NO和CO，兩種氣體均會使人體中毒．以CO為例，其中毒原理是相同溫度下CO與血紅蛋白的結合能力遠遠大于氧氣與血紅蛋白的結合能力，反應如下：CO+HbO₂?O₂+HbCO（HbO₂表示氧合血紅蛋白）．

如圖表示HbO₂濃度隨時間的變化：曲線a表示向血樣中通入氧氣后的變化；曲線b表示在第4s時通入CO和O₂混合氣體后的變化．
（3）前3s以HbO₂表示的平均反應速率為

2×10^-5mol/（L?s）

；第9s時，HbCO的濃度為

8×10^-5

mol?L^-1．
（4）37℃時，CO+HbO₂?O₂+HbCO，該反應的平衡常數K=220，資料顯示HbCO的濃度達到HbO₂濃度的0.022倍，就會導致人體智力受損．據此，通過計算可知，當吸入的CO與O₂濃度之比大于或等于

1

10000

時，人的智力將會受到傷害．
（5）一氧化碳、氫氣既是重要的能源，也可以催化還原NO等消除污染，還可以在一定條件下制取CH₃OH．已知
N₂（g）+O₂（g）=2NO（（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-571.6kJ?mol^-1
H₂O（g）=H₂O（1）△H=-44kJ?mol^-1
寫出H₂與NO反應生成N₂和水蒸氣的熱化學方程式

2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=-664.1kJ/mol

．
（6）在一容積可變的密閉容器中充入10mol CO和20molH₂，在催化劑存在時反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡轉化率隨溫度（T）、壓強（P）的變化如右圖所示，當達到平衡狀態A時，容器的體積為10L．如反應開始時仍充入10mol CO和20mol H₂，則在平衡狀態B時容器的體積V（B）=

2

L．

Answer 1

分析：（1）已知反應：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，說明氧化性Fe³⁺＞I₂，則還原性I^-＞Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，Cl₂恰好與I^-反應；
（2）將物質的量濃度均為2×10^-4mol?L^-1的氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，c（Mg²⁺）=1×10^-4mol?L^-1，c（OH^-）=1×10^-4mol?L^-1，結合Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）判斷；
（3）根據v=

△c

△t

計算；
（4）根據k=

c(O2)×c(HbCO)

c(CO)×c(HbO2)

計算；
（5）利用蓋斯定律計算；
（6）A、B反應溫度相等，則平衡常數相等，利用平衡常數計算．

解答：解：（1）已知反應：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，說明氧化性Fe³⁺＞I₂，則還原性I^-＞Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，Cl₂恰好與I^-反應，反應的離子方程式為2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，故答案為：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）將物質的量濃度均為2×10^-4mol?L^-1的氯化鎂溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合，c（Mg²⁺）=1×10^-4mol?L^-1，c（OH^-）=1×10^-4mol?L^-1，
則由c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=1×10^-12＜5.6×10^-12，不能生成沉淀，故答案為：否；
（3）前3s以HbO₂表示的平均反應速率為v（HbO₂）=

1.0×10-4mol/L-4.0×10-5mol/L

3s

=2×10^-5mol/（L?s），第4s時c（HbO₂）=1.0×10^-4mol?L^-1，第9s時c（HbO₂）=2.0×10^-5mol?L^-1，則減小的c（HbO₂）=8.0×10^-5mol?L^-1，根據方程式可知HbCO的濃度為8.0×10^-5mol?L^-1，
故答案為：2×10^-5mol/（L?s）；8×10^-5；
（4）k=

c(O2)×c(HbCO)

c(CO)×c(HbO2)

=220，則當吸入的CO與O₂濃度之比大于或等于

220

0.022

=

1

10000

時，人的智力將會受到傷害，
故答案為：

1

10000

；
（5）已知①N₂（g）+O₂（g）=2NO（（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（1）△H=-571.6kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（1）△H=-44kJ?mol^-1，
則利用蓋斯定律將②-③-①可得2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=-571.6kJ?mol^-1-（-44kJ?mol^-1）×2-180.5kJ?mol^-1=-664.1kJ/mol，
故答案為：2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=-664.1kJ/mol；
（6）當達到平衡狀態A時，容器的體積為10L，此時CO的轉化率為50%，則
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：1        2          0
轉化（mol/L）：0.5      1          0.5
平衡（mol/L）：0.5      1          0.5
k=

0.5

0.5×1×1

=1，因A、B反應溫度相等，則平衡常數相等，且B點時CO的轉化率為80%，
則            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol）：10     20         0
轉化（mol）：8      16         8
平衡（mol）：2       4         8
設體積為VL，則有

8 V

2 V ×( 4 V )2

=1，解得V=2，故答案為：2．

點評：本題較為綜合，考查知識點較多涉及氧化還原、離子反應、化學平衡、溶度積的計算等，注重高考熱點的考查，題目難度中等．