(12分)自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。
(1)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=a kJ·mol-1的平衡常数K如下表:
温度/℃
1538
1760
2404
平衡常数K
0、86×10-4
2、6×10-4
64×10-4
①该反应的△H   0(填“>”、“=”或“<”)。
②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。1538℃时,N2的转化率随时间变化如图所示,
请补充完成1760℃时N2的转化率随时间变化的示意图。

(2)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。相应的热化学方程式如下:
2N2(g)+6H2O(1) =4NH3(g)+3O2(g)   △H=+1530kJ·mol-1
则氨催化氧化反应4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(1) 的反应热△H=         。 
(用含a的代数式表示)
(3)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定——氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:N2+3H22NH3。则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入    极(填“正”、“负”、 “阴” 或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为                                                                           。
(4)合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H = -92、4 kJ·mol-1,一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高N2的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a、升高温度        b、加入催化剂     c、增加H2的浓度
d、增加N2的浓度   e、分离出NH3           
(5)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0、01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”),可推断a     0、01(填大于、等于或小于)。
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(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·L—1)

ClO—的初始浓度

(mol·L—1)

OH—的初始浓度

(mol·L—1)

初始速率v

(mol·L—1· s—1)

1

2 × 10—3

1.5 × 10—3

1.00

1.8 × 10—4

2

a

1.5 × 10—3

1.00

3.6 × 10—4

3

2 × 10—3

3 × 10—3

2.00

1.8 × 10—4

4

4 × 10—3

3 × 10—3

1.00

7.2 × 10—4

 

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=                  。

 

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(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·L—1)
ClO—的初始浓度
(mol·L—1)
OH—的初始浓度
(mol·L—1)
初始速率v
(mol·L—1· s—1)
1
2 × 10—3
1.5 × 10—3
1.00
1.8 × 10—4
2
a
1.5 × 10—3
1.00
3.6 × 10—4
3
2 × 10—3
3 × 10—3
2.00
1.8 × 10—4
4
4 × 10—3
3 × 10—3
1.00
7.2 × 10—4
 
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=                 。

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