题目内容

(1)M由两种短周期元素组成,每个M分子含有18个电子,其分子球棍模型如图所示。测得M的摩尔质量为32g/mol。画出编号为2的原子结构示意图:              。

(2)已知1.0mol·L—1NaHSO3溶液的pH为3.5,加入氯水,振荡后溶液pH迅速降低。溶液pH降低的原因是                               (用离子方程式表示)。
(3)在常温常压和光照条件下,N2在催化剂(TiO2)表面与H2O反应,生成1molNH3和O2时的能量变化值为382.5kJ,达到平衡后此反应NH3生成量与温度的实验数据如下表。则该反应的热化学方程式为                     

T/K
303
313
323
NH3生成量/(10—1mol)
4.3
5.9
6.0
 
(4)在溶液中,一定浓度的NH4能溶解部分Mg(OH)2固体,反应如下:
2NH4+(aq) + Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) +2NH3·H2O(aq)
写出上述反应的平衡常数表达式                                          
某研究性学习小组为探究Mg2+与NH3·H2O反应形成沉淀的情况,设计如下两组实验
实验①
等体积1 mol/L氨水和0.1 mol/L MgCl2溶液混合
生成白色沉淀
实验②
等体积0.1 mol/L氨水和1 mol/L MgCl2溶液混合
无现象
 
请分析实验①、②产生不同现象的原因:                                      
(5)在室温下,化学反应I(aq)+ ClO(aq)=IO(aq) + Cl(aq)的反应物初始浓度、溶液中的氢氧根离子初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:
实验编号
I的初始浓度
(mol·L1)
ClO的初始浓度
(mol·L1)
OH的初始浓度
(mol·L1)
初始速率v
(mol·L1· s1)
1
2 × 103
1.5 × 103
1.00
1.8 × 104
2
a
1.5 × 103
1.00
3.6 × 104
3
2 × 103
3 × 103
2.00
1.8 × 104
4
4 × 103
3 × 103
1.00
7.2 × 104
 
已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=" k" [I­]1 [ClO]b [OH]c(温度一定时,k为常数)。
①设计实验2和实验4的目的是                            
②若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH = 13,反应的初始速率v=                 

(1)   (2分)  (2)HSO3+ Cl2 +H2O  = 3H+ + SO42+ 2Cl (3分)
(3)2N2(g) +6H2O(l) = 4NH3(g) + 3O2(g)  △H=+1530.0kJ/mol (3分)
(4)    (2分);从平衡常数表达式可以看出,当c(NH3·H2O)、c(Mg2+)改变相同的程度时,c2(NH3·H2O)对沉淀生成的影响更大[或①中c(Mg2+)?c2(OH)≥Ksp[Mg(OH)2],而②中c(Mg2+)?c2(OH)﹤Ksp[Mg(OH)2]。等合理答案均可] (2分)
(5)①  ClO 对反应速率的影响 (2分)
②  7.2 × 10—4              (2分)

解析试题分析:(1)根据题意推断,M为N2H4,则1、2分别表示H、N,氮原子的核电荷数为+7,核外电子层结构为25;(2)亚硫酸盐与氯水发生氧化还原反应,生成强酸,反应式为HSO3+Cl2+H2O=3H++SO42+2Cl;(3)读表可知,升高温度,平衡右移,说明正反应是吸热反应;根据原子守恒可知,1/2N2(g)+3/2H2O(l)NH3(g)+3/4O2(g)  △H=+382.5kJ/mol,或2N2(g) +6H2O(l) = 4NH3(g) + 3O2(g)  △H=+1530.0kJ/mol;(4)固体物质不能写进平衡常数表达式,则该反应的平衡常数K=;从平衡常数表达式可以看出,当c(NH3·H2O)、c(Mg2+)改变相同的程度时,c2(NH3·H2O)对沉淀生成的影响更大[或①中c(Mg2+)?c2(OH)≥Ksp[Mg(OH)2],而②中c(Mg2+)?c2(OH)﹤Ksp[Mg(OH)2];(5)根据控制变量设计对比实验原则,实验1和2的目的是探究I的浓度对反应速率的影响,实验2和4的目的是探究ClO的浓度对反应速率的影响;由实验1和3可知,OH的浓度对速率无影响,则实验4改编pH后反应速率与实验4相等,即v="7.2" × 10—4
考点:考查物质结构、氧化还原反应、离子方程式、热化学方程式的书写、化学平衡常数的表达式及应用、沉淀的生成、化学反应速率及其影响因素、探究实验方案设计等相关知识。

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