Question

【題目】（1）M由兩種短周期元素組成，每個M分子含有18個電子，其分子球棍模型如圖所示。測得M的摩爾質量為32 g/mol。面出編號為2的原子結構示意圖：_________。

（2）在常溫常壓和光照條件下，N2在催化劑(TiO2)表面與H2O反應，生成1mol NH3和O2時的能量變化值為382.5 lkJ，達到平衡后此反應NH3生成量與溫度的實驗數據如下表所示。則該反應的熱化學方程式為______。

T/K	303	301	323
NH3生成量／(10-1mol)	4.3	5.9	6.0

（3）在溶液中，一定濃度的NH4+能溶解部分Mg(OH)2固體，反應如下：2 NH4+ (aq)+Mg(OH)2(s)Mg2+( aq)+ 2NH3·H2O( aq)

寫出上述反應的平衡常數表達式______________。

某研究性學習小組為探究Mg2+與NH3·H2O反應形成沉淀的情況，設計如下兩組實驗：

實驗①	等體積1mol／L氨水和0.1 mol／LMgCl2溶液混合	生成白色沉淀
實驗②	等體積0.1mol／L氨水和l mol／LMgCl2溶液混合	無現象

請結合平衡常數表達式分析實驗①②產生不同現象的原因：_____________________。

（4）在室溫下，化學反應I- (aq)+ClO-( aq)=IO-( aq)+Cl-( aq)的反應物初始濃度、溶液中的氫氧根離子初始濃度及初始速率間的關系如下表所示：

實驗編號	I-的初始濃度( mol·L-1)	ClO-的初始濃度( mol·L-1)	OH-的初始濃度( 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

已知表中初始反應速率與有關離子濃度關系可以表示為：v=kc(I-)c(ClO-)bc(OH-)c(溫度一定時，k為常數)。

①設計實驗2和實驗4的目的是_________；

②計算b、c的值：b=________，c=_______；

③若實驗編號4的其他濃度不變，僅將溶液的酸堿值變更為pH=13，反應的初始速率v=_____mol·L-l·s-1。

Answer 1

【答案】 2N2 (g)+ 6H2O(1)=4NH3 (g) +3O2 (g) △H=+1 530.0 kJ/mol 從平衡常數表達式可以看出，當c(NH3·H2O)、((Mg2+)改變相同的程度時，c2 (NH3·H2O)對沉淀生成的影響更大 探究ClO-的濃度變化對初始反應速率的影響 1 -1 7.2×10－3

【解析】（1）根據題意推斷，M分子中含有4個“1”原子和2個“2”原子，且M由兩種短周期元素組成、每個M分子含有18個電子，則“1”只能為H原子、2為N原子，所以M為N2H4，氮原子的核電荷數為7，其原子結構示意圖為；（2）根據表中數據可知，升高溫度，氨氣的物質的量增加，平衡右移，說明正反應是吸熱反應，根據原子守恒可知熱化學方程式為2N2 (g)+ 6H2O(1)＝4NH3 (g) +3O2 (g) △H=+1 530.0 kJ/mol；（3）固體物質不能寫進平衡常數表達式，則該反應的平衡常數：K＝c(Mg2+)c2(NH3H2O)/c2(NH4+) ；根據平衡表達式可以看出，當c(NH3·H2O)、c(Mg2+)改變相同的程度，c2 (NH3·H2O)對沉淀生成的影響更大或①中c（Mg2+）c2（OH-）≥Ksp[Mg（OH）2]，而②中c（Mg2+）c2（OH-）＜Ksp[Mg（OH）2]，所以實驗①、②產生的現象不同；（4）①根據控制變量設計對比實驗原則，實驗1和2的目的是探究I-的濃度變化對初始反應速率的影響，實驗2和4的目的是探究ClO-的濃度變化對初始反應速率的影響；②將實驗1和實驗4的數據分別代入v=kc(I-)c(ClO-)bc(OH-)c可得b＝1。同樣將實驗3和實驗4的有關數據代入v=kc(I-)c(ClO-)bc(OH-)c可得c＝－1；③pH＝13，則c(OH－)＝0.1mol/L，所以v＝kc(I-)c(ClO-)bc(OH-)c＝kc(I-)c(ClO-)b×（0.1）－1。又因為kc(I-)c(ClO-)b×（1）－1＝7.2 × 10–4，解得v＝7.2×10-3 mol·L-l·s-1。