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(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-
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?
(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)
2×10-5mol/(L?s)
;第9s时,HbCO的浓度为
8×10-5
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
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
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
2
L.
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.
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