题文
(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= 。
题型:未知 难度:其他题型
答案
(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
(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
据考高分专家说,试题“(1)M由两种短周期元素组成,每个M分子.....”主要考查你对 [离子反应 ]考点的理解。
离子反应
定义:
凡是有离子参加或离子生成的反应都是离子反应。
离子反应包括:复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应
常见阳离子的检验方法:
离子检验试剂实验步骤实验现象离子方程式 K+焰色反应①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液,放在火焰上灼烧,观察火焰颜色。浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色)——Na+焰色反应火焰分别呈黄色NH4+NaOH溶液(浓)向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体NH4++OH-=NH3↑+H2OAl3+加NaOH溶液向未知溶液中加入NaOH溶液加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀,该沉淀溶于过量NaOH溶液中
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
Cu2+浓氨水向未知溶液中加入浓氨水加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀,该沉淀溶于过量浓氨水中,溶液呈深蓝色Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
Ag+①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水生成白色沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+Ag++Cl-=AgCl↓Ba2+稀H2SO4或可溶性酸盐溶液向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3Ba2++SO42-=BaSO4↓Fe3+KSCN溶液向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚变为血红色溶液Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3加NaOH溶液产生红褐色沉淀Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓加苯酚溶液显紫色Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+Fe2+①加NaOH溶液向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中开始时生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3②KMnO4 (H+)溶液向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液KMnO4(H+)紫色褪去MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O③K3[Fe(CN)6]向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓④KSCN溶液,新制的氯水加入KSCN溶液,新制的氯水加入KSCN溶液不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3常见阴离子的检验方法:
离子检验试剂实验步骤实验现象离子方程式CO32-①BaCl2溶液、稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出无色无味气体Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O②稀盐酸、Ca(OH)2溶液加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液加入稀盐酸后放出无色无味气体,通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊CO32-+2H+=H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2OSO42-BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Ba2++SO42-=BaSO4↓SO32-①BaCl2溶液、稀盐酸向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,沉淀溶于稀盐酸,并放出刺激性气味的气体SO32-+2H+=H2O+SO2↑②稀盐酸、品红溶液加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色SO32-+2H+=H2O+SO2↑Cl-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀Ag++Cl-=AgCl↓Br-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀Ag++Br-=AgBr↓I-AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸向未知溶液中加入AgNO3溶液,再向沉淀中加入稀盐酸生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀Ag++I-=AgI↓②新制氯水,淀粉溶液向未知溶液中加入新制氯水,再加入淀粉溶液滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl- I2遇淀粉变蓝注意: 1.若SO42-与Cl-同时检验,需注意检验顺序。应先用Ba(NO3)2溶液将SO42-检出,并滤去BaSO4,然后再用AgNO3检验Cl-。
2.检验SO32-的试剂中,只能用盐酸,不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。
3.若Ag+和Ba2+同时检验,也需注意检验顺序,应先用盐酸将Ag+检验出并滤去沉淀,然后再用稀硫酸检验Ba2+。


