Question

（2013?金華模擬）對(duì)化學(xué)反應(yīng)的研究需要從反應(yīng)條件、限度、速率、定量關(guān)系等因素進(jìn)行綜合分析．下列是關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的系列研究，請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息回答問(wèn)題．
I．關(guān)于反應(yīng)物之間的定量關(guān)系的研究：
（1）已知反應(yīng)：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，向100mL，0.1moL?L^-1的FeI₂溶液中通入0.01mol Cl₂，該反應(yīng)的離子方程式為

2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-

．
（2）298K時(shí)，Mg（OH）₂的溶度積常數(shù)Ksp=5.6×10^-12，將物質(zhì)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(chǎn)生氫氧化鎂沉淀？

否

（填“能”或“否”）．
Ⅱ，關(guān)于反應(yīng)速率、限度的研究：
近段時(shí)間，全國(guó)范圍內(nèi)的霧霾天氣嚴(yán)重影響了人們的身體健康．環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視．汽車(chē)尾氣中含有較多的NO和CO，兩種氣體均會(huì)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(jié)合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧氣與血紅蛋白的結(jié)合能力，反應(yīng)如下：CO+HbO₂?O₂+HbCO（HbO₂表示氧合血紅蛋白）．

如圖表示HbO₂濃度隨時(shí)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(shí)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(yīng)速率為

2×10^-5mol/（L?s）

；第9s時(shí)，HbCO的濃度為

8×10^-5

mol?L^-1．
（4）37℃時(shí)，CO+HbO₂?O₂+HbCO，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220，資料顯示HbCO的濃度達(dá)到HbO₂濃度的0.022倍，就會(huì)導(dǎo)致人體智力受損．據(jù)此，通過(guò)計(jì)算可知，當(dāng)吸入的CO與O₂濃度之比大于或等于

1

10000

時(shí)，人的智力將會(huì)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(xiě)出H₂與NO反應(yīng)生成N₂和水蒸氣的熱化學(xué)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(shí)反應(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度（T）、壓強(qiáng)（P）的變化如右圖所示，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，容器的體積為10L．如反應(yīng)開(kāi)始時(shí)仍充入10mol CO和20mol H₂，則在平衡狀態(tài)B時(shí)容器的體積V（B）=

2

L．

Answer 1

分析：（1）已知反應(yīng)：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，說(shuō)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(yīng)；
（2）將物質(zhì)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(jié)合Ksp=c（Mg²⁺）×c²（OH^-）判斷；
（3）根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算；
（4）根據(jù)k=

c(O2)×c(HbCO)

c(CO)×c(HbO2)

計(jì)算；
（5）利用蓋斯定律計(jì)算；
（6）A、B反應(yīng)溫度相等，則平衡常數(shù)相等，利用平衡常數(shù)計(jì)算．

解答：解：（1）已知反應(yīng)：2I^-+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，說(shuō)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(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，故答案為：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）將物質(zhì)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(yīng)速率為v（HbO₂）=

1.0×10-4mol/L-4.0×10-5mol/L

3s

=2×10^-5mol/（L?s），第4s時(shí)c（HbO₂）=1.0×10^-4mol?L^-1，第9s時(shí)c（HbO₂）=2.0×10^-5mol?L^-1，則減小的c（HbO₂）=8.0×10^-5mol?L^-1，根據(jù)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(dāng)吸入的CO與O₂濃度之比大于或等于

220

0.022

=

1

10000

時(shí)，人的智力將會(huì)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(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，容器的體積為10L，此時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為50%，則
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：1        2          0
轉(zhuǎn)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(yīng)溫度相等，則平衡常數(shù)相等，且B點(diǎn)時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為80%，
則            CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol）：10     20         0
轉(zhuǎn)化（mol）：8      16         8
平衡（mol）：2       4         8
設(shè)體積為VL，則有

8 V

2 V ×( 4 V )2

=1，解得V=2，故答案為：2．

點(diǎn)評(píng)：本題較為綜合，考查知識(shí)點(diǎn)較多涉及氧化還原、離子反應(yīng)、化學(xué)平衡、溶度積的計(jì)算等，注重高考熱點(diǎn)的考查，題目難度中等．