Question

（2010?杭州一模）对一个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原理的系列研究，请根据相关信息回答有关问题．

（1）关于反应生成物的定量研究：
已知反应：Br₂+2Fe²⁺═2Br^-+2Fe³⁺，向10mL 0.1mol?L^-1的FeBr₂溶液中通入0.001mol Cl₂，反应后，溶液中除含有Cl^-外，还一定

C

．（填字母序号）
A．含Fe²⁺，不含Fe³⁺B．含Fe³⁺，不含Br^-C．含Fe³⁺，含有Br^-
（2）关于反应限度的研究：
已知在773K、固定体积的容器中，反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）过程中能量变化如图1．曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量
变化．若投入a mol CO、2a mol H₂，平衡时能生成0.1a mol CH₃OH，反应就具工业应用价值．
①若按上述投料比使该反应具有工业应用价值，CO的平衡转化率最小为

10%

；
②在容器容积不变的前提下，欲提高H₂的转化率，可采取的措施（答两项即可）：

增大CO浓度

、

适当降低温度或及时分离CH₃OH

；
（3）关于反应速率的研究：
氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是HNO₃发生 的一个还原过程的反应式：NO₃^-+4H⁺+3e^-→NO+2H₂O
①KMnO₄、Na₂CO₃、CuO、KI四种物质中的

KI

 （填化学式）能使上述还原过程发生．
②欲用图2装置测算硝酸被还原的速率，当反应物的浓度、用量及其他影响速率的条件确定之后，可以通过测定

单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间）

推（计）算反应速率．

Answer 1

分析：（1）向溴化亚铁溶液中通入氯气，氯气先和亚铁离子反应生成铁离子，然后氯气再和溴离子反应生成溴单质，根据离子反应先后顺序及物质的量之间的关系确定产物；
（2）①转化率=参加反应的CO的物质的量与最初CO的物质的量之比；
②要提高H₂的转化率，可以采取增大CO浓度、适当降低温度、及时分离生成的CH₃OH的方法；
（3）①根据物质中的元素的化合价处于低价时具有还原性，据此判断；
②根据v=

△V

△t

判断．

解答：解：（1）n（FeBr₂）=0.1molo/L×0.01L=0.001mol，当n（ Fe²⁺）：n（Cl₂）≥2时，发生的反应为：2 Fe²⁺+Cl₂=Fe³⁺+2Cl^-；当n（ Fe²⁺）：n（Cl₂）≤

2

3

时，发生的反应为：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂=2Fe³⁺+6Cl^-+2Br₂，根据题意知，实际上n（ Fe²⁺）：n（Cl₂）=1，介于二者之间，所以原溶液中亚铁离子完全反应，部分溴离子参加反应，所以溶液中的溶质是溴化铁和氯化铁，故溶液中一定还存在铁离子、溴离子，故选C；
（2）①若不采取其它方法改变平衡移动时，CO的转化率最小，根据方程式知，参加反应的一氧化碳和生成的甲醇的物质的量相等，所以CO的平衡转化率最小为=

0.1amol

amol

×100%=10%，故答案为：10%；
 ②可以采取增大CO浓度、适当降低温度、及时分离生成的CH₃OH的方法来促使平衡向正反应方向移动，从而提高氢气的转化率，故答案为：增大CO浓度、适当降低温度、及时分离生成的CH₃OH；
（3）①KMnO₄、Na₂CO₃、CuO、KI四种物质中Mn、C、Cu三种元素都处于最高价态，只有KI中碘元素处于最低价态，则具有还原性，故答案为：KI； 
②根据v=

△V

△t

知，可以通过测定单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间） 推（计）算反应速率，
故答案为：单位时间内收集的气体体积（或收集一定体积的气体所用的时间）．

点评：本题考查氧化还原反应的有关计算、化学平衡的移动等知识点，易错题是（1）题，注意溴离子和亚铁离子与氯气反应的先后顺序，如果是碘离子和亚铁离子与氯气反应，其先后顺序又该如何．