Question

（2013?金华模拟）对化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析．下列是关于化学反应的系列研究，请根据相关信息回答问题．
I．关于反应物之间的定量关系的研究：
（1）已知反应：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，该反应的离子方程式为

2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-

．
（2）298K时，Mg（OH）₂的溶度积常数Ksp=5.6×10^-12，将物质的量浓度均为2×10^-4mol?L^-1的氯化镁溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，能否产生氢氧化镁沉淀？

否

（填“能”或“否”）．
Ⅱ，关于反应速率、限度的研究：
近段时间，全国范围内的雾霾天气严重影响了人们的身体健康．环境问题越来越受到人们的重视．汽车尾气中含有较多的NO和CO，两种气体均会使人体中毒．以CO为例，其中毒原理是相同温度下CO与血红蛋白的结合能力远远大于氧气与血红蛋白的结合能力，反应如下：CO+HbO₂?O₂+HbCO（HbO₂表示氧合血红蛋白）．

如图表示HbO₂浓度随时间的变化：曲线a表示向血样中通入氧气后的变化；曲线b表示在第4s时通入CO和O₂混合气体后的变化．
（3）前3s以HbO₂表示的平均反应速率为

2×10^-5mol/（L?s）

；第9s时，HbCO的浓度为

8×10^-5

mol?L^-1．
（4）37℃时，CO+HbO₂?O₂+HbCO，该反应的平衡常数K=220，资料显示HbCO的浓度达到HbO₂浓度的0.022倍，就会导致人体智力受损．据此，通过计算可知，当吸入的CO与O₂浓度之比大于或等于

1

10000

时，人的智力将会受到伤害．
（5）一氧化碳、氢气既是重要的能源，也可以催化还原NO等消除污染，还可以在一定条件下制取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
写出H₂与NO反应生成N₂和水蒸气的热化学方程式

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

．
（6）在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20molH₂，在催化剂存在时反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如右图所示，当达到平衡状态A时，容器的体积为10L．如反应开始时仍充入10mol CO和20mol H₂，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=

2

L．

Answer 1

分析：（1）已知反应：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，说明氧化性Fe³⁺＞I₂，则还原性I^-＞Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，Cl₂恰好与I^-反应；
（2）将物质的量浓度均为2×10^-4mol?L^-1的氯化镁溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，c（Mg²⁺）=1×10^-4mol?L^-1，c（OH^-）=1×10^-4mol?L^-1，结合Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）判断；
（3）根据v=

△c

△t

计算；
（4）根据k=

c(O2)×c(HbCO)

c(CO)×c(HbO2)

计算；
（5）利用盖斯定律计算；
（6）A、B反应温度相等，则平衡常数相等，利用平衡常数计算．

解答：解：（1）已知反应：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，说明氧化性Fe³⁺＞I₂，则还原性I^-＞Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，Cl₂恰好与I^-反应，反应的离子方程式为2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，故答案为：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）将物质的量浓度均为2×10^-4mol?L^-1的氯化镁溶液和氢氧化钠溶液等体积混合，c（Mg²⁺）=1×10^-4mol?L^-1，c（OH^-）=1×10^-4mol?L^-1，
则由c（Mg²⁺）×c²（OH^-）=1×10^-12＜5.6×10^-12，不能生成沉淀，故答案为：否；
（3）前3s以HbO₂表示的平均反应速率为v（HbO₂）=

1.0×10-4mol/L-4.0×10-5mol/L

3s

=2×10^-5mol/（L?s），第4s时c（HbO₂）=1.0×10^-4mol?L^-1，第9s时c（HbO₂）=2.0×10^-5mol?L^-1，则减小的c（HbO₂）=8.0×10^-5mol?L^-1，根据方程式可知HbCO的浓度为8.0×10^-5mol?L^-1，
故答案为：2×10^-5mol/（L?s）；8×10^-5；
（4）k=

c(O2)×c(HbCO)

c(CO)×c(HbO2)

=220，则当吸入的CO与O₂浓度之比大于或等于

220

0.022

=

1

10000

时，人的智力将会受到伤害，
故答案为：

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，
则利用盖斯定律将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，
故答案为：2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=-664.1kJ/mol；
（6）当达到平衡状态A时，容器的体积为10L，此时CO的转化率为50%，则
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：1        2          0
转化（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反应温度相等，则平衡常数相等，且B点时CO的转化率为80%，
则            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol）：10     20         0
转化（mol）：8      16         8
平衡（mol）：2       4         8
设体积为VL，则有

8 V

2 V ×( 4 V )2

=1，解得V=2，故答案为：2．

点评：本题较为综合，考查知识点较多涉及氧化还原、离子反应、化学平衡、溶度积的计算等，注重高考热点的考查，题目难度中等．