模块质量检测(二)（含解析）高中化学人教版（2019）选择性必修1

模块质量检测(二)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.MgCO3是常用于治疗胃酸过多的药剂的主要成分之一,在实验室中,向含有MgCO3固体的悬浊液中滴加少许浓盐酸(忽略体积和温度变化),下列数值变小的是 (　　)
A.c(H+) B.c(C)
C.c(Mg2+) D.Ksp(MgCO3)
2.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 (　　)
A.氯化铵溶液可以除铁锈
B.刷牙用含氟牙膏可使牙齿更坚固
C.氯碱工业电解槽采用阴离子交换膜
D.铝盐与小苏打可以作泡沫灭火器试剂
3.下列说法正确的是 (　　)
A.在铁棒上镀铜时,阳极不一定要用Cu作电极
B.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH>0
C.中和热测定实验中,应把稀硫酸缓慢并分次倒入NaOH溶液中并搅拌
D.相同条件下,等pH的NaHSO4溶液和CH3COOH溶液,后者导电能力更强
4.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl,利用下列反应可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH<0。在恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的反应物发生上述反应,下列示意图正确且能说明反应最终达到平衡状态的是 (　　)
A.①②③ B.②③ C.③ D.④
5.将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为 (　　)
A.9∶1 B.11∶9 C.11∶1 D.110∶9
6.下列说法中正确的是 (　　)
A.室温下反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)不能自发进行,ΔH>0
B.中和热为57.3 kJ·mol-1,则表示中和热的热化学方程式:H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ·mol-1
C.一定条件下,将0.2 mol SO2(g)和0.1 mol O2(g)充入密闭容器中充分反应生成SO3(g),放出热量17.4 kJ:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-174 kJ·mol-1
D.已知:CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-638 kJ·mol-1,则CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-638 kJ·mol-1
7.在容积不变的密闭容器中,一定量的SO2和O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),温度分别为T1和T2时,SO3的体积分数随时间的变化如图所示,平衡时体系的压强分别为p1、p2。下列说法正确的是 (　　)
A.T1>T2
B.该反应的ΔH>0
C.p1D.若T1、T2时该反应的平衡常数分别为K1、K2,则K18.T ℃时,在一固定容积的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g)C(s)　ΔH<0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示,下列判断正确的是 (　　)
A.T ℃时,该反应的平衡常数值为4
B.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T ℃
C.T ℃时,直线cd上的点均为平衡状态
D.T ℃时,c点没有达到平衡,此时反应向逆向进行
9.下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是 (　　)
实验目的 A.测定锌与稀硫酸的反应速率 B.测定H2C2O4溶液的浓度
实验 装置
实验目的 C.比较AgCl和Ag2S溶解度大小 D.测定中和热
实验装置
10.1799年意大利物理学家伏打发明了伏打电池,其在早期被称为“电堆”。他把金属条浸入强酸溶液中时,发现在两个金属条间产生了稳定而又强劲的电流。他又用不同的金属进行实验,发现铜和锌是最合适的金属,并发明了伏打电池(即为原电池的原型)。如图是伏打电堆的一种,下列有关该电池的说法正确的是 (　　)
A.若湿布片所含的为饱和食盐水,则在电池工作时,铜片附近会有Cl2产生
B.该电池正极电极反应式为O2+4e-+2H2O4OH-
C.电池工作一段时间后,湿布片上可能会有Zn(OH)2产生
D.电池工作一段时间后,电池质量一定不会变
11.常温下将一定体积蒸馏水加入一定质量的土壤样品中,充分搅拌后过滤,测量滤液的pH。然后向滤液中滴加氨水,边滴加边测量溶液的pH。实验记录如下。
加入氨水 的体积/mL 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00
溶液的pH 4 4 4 4 6 8 10 10 10
下列说法正确的是 (　　)
A.实验表明,该土壤样品呈碱性
B.达到反应终点后,所得溶液中c(OH-)=1×10-10 mol·L-1
C.进行本实验时,氨水应装在酸式滴定管中
D.当所加氨水的体积为9.00 mL时,溶液的pH可能为7
12.电解法可以对含亚硝酸盐(如亚硝酸钠)的污水进行处理(工作原理如图所示)。通电后,左极区产生浅绿色溶液,随后生成无色气体。下列说法不正确的是 (　　)
A.阳极附近溶液中反应的离子方程式为6Fe2++2N+8H+6Fe3++N2↑+4H2O
B.两极区产生的N2和H2的物质的量之比为1∶3
C.该装置中所用的离子交换膜是阳离子交换膜
D.当Fe电极消耗8.4 g时,理论上可处理NaNO2含量为5%的污水69 g
13.常温下,向10 mL某浓度的一元酸HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液pH及导电能力变化如图。下列分析正确的是 (　　)
A.HR的浓度为0.1 mol·L-1
B.b点溶液pH=7说明NH4R没有水解
C.d点溶液存在c(N)D.滴加氨水的过程中,水的电离程度越来越大
14.合成氨是制备医药、炸药、化肥、染料等的基础反应。一种电催化制备NH3的两种途径反应机理如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.两种途径均发生了加成反应
B.氮氮三键的键能很大,所以能垒最高的过程应为①和④
C.选择强酸性溶液,有利于电催化合成反应的进行
D.氨气应在阴极区生成
15.(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素,测得不同条件下Se浓度随时间变化关系如图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是 (　　)
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+8H+2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,Se的去除效果越好
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(12分)含铬(+6价)的废水严重危害人体健康,工业上常用还原法进行处理。其部分工艺流程如下:
(1)废水中,六价铬以Cr或者Cr2的形式存在,写出其相互转化的离子方程式: 　
　　　　　　　　　　。
我国常用NaHSO3作还原剂,写出还原池中反应的离子方程式: 　。
(2)废水中残留六价铬的浓度随溶液pH变化如图所示。实际生产中需控制pH=2.5~3.0,原因可能是 　。
(3)沉淀池中生成Cr(OH)3的颗粒太细,为促使其更好地沉淀,可采取的措施是　　　　　　。
(4)我国规定,工业废水中含Cr(Ⅵ)量的排放标准为0.1 mg·L-1。已知:Cr的相对原子质量为52,Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10。若用Ba2+除去废水中的Cr,达到废水排放标准时,废水中Ba2+浓度最低为　　　　(结果保留小数点后2位)mol·L-1。用Ba2+除去废水中的Cr是否可行,为什么 　。
17.(13分)回答下列问题:
Ⅰ.某学生用0.200 mol·L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并注入NaOH溶液至“0”刻度线以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体
③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数
④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数
(1)以上步骤有错误的是　　　　(填编号)。
(2)滴定终点的现象为滴入最后半滴氢氧化钠溶液后, 　。
(3)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入　　　　中(从图中选填“甲”或“乙”)。
Ⅱ.常温下,有浓度均为0.1 mol·L-1的下列6种溶液:①NaCN溶液　②NaOH溶液　③CH3COONa溶液　
④NH3·H2O溶液 ⑤NH4Cl溶液　⑥FeCl3溶液
HCN H2CO3 CH3COOH
Ka=4.9×10-10 Ka1=4×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=1.7×10-5
(4)溶液③pH=10的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。
(5)溶液①中各离子浓度由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)pH相等的溶液②和溶液④,稀释相同的倍数,则稀释后pH(NaOH)　　　　pH(NH3·H2O)(填“>”“<”或“=”)。
(7)25 ℃时,向①NaCN溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为 　。
18.(15分)随着科学技术的发展,电化学已经渗透到我们生产生活的方方面面,几种生产生活中对电化学的应用的原理模型图如图所示:
回答下列问题:
(1)模型图甲~丁中包含电解池装置的是 　。
(2)一种电化学制备NH3的装置如图甲所示,其中质子传输陶瓷所起的作用是　　　　　　　　;Pd电极b的电极反应式为　　　　　　　　。
(3)我国科学家设计了一种能循环利用人体呼出的CO2并提供O2的装置(如图乙所示),总反应为2CO22CO+O2。该装置的能量转化模式(涉及三种形式的能量转化)为　　　　　　　　　;OH-移向　　　　(填“X”或“Y”)电极,该电极的产物为　　　　(填化学式)。
(4)如图丙所示,若a、b电极材料选择粗铜和纯铜。则该装置可应用于工业　　　　;若a、b电极选用惰性电极,电解1 L 0.5 mol·L-1硫酸铜溶液,当a电极产生2.24 L(标准状况)气体时,停止电解,要使电解质溶液恢复到电解前的状态,则可加入　　　　 mol　　　　(填化学式)。
19.(15分)(2024·湖北卷)用BaCO3和焦炭为原料,经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应Ⅰ:BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)
回答下列问题:
(1)写出BaC2与水反应的化学方程式: 　。
(2)已知Kp=(pCO)n、K=(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线如图1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　Pa3。
②保持1 320 K不变,假定恒容容器中只发生反应 Ⅰ,达到平衡时pCO=　　　　Pa,若将容器体积压缩到原来的,重新建立平衡后pCO=　　　　Pa。
(3)恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1,Ar为载气。1 400 K和1 823 K下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
①初始温度为900 K,缓慢加热至1 400 K时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为　　　　。
②1 823 K下,反应速率的变化特点为 　,
其原因是 　。
模块质量检测(二)
1.选B　加入少量浓盐酸,c(H+)增大,A错误;MgCO3固体的悬浊液中存在沉淀溶解平衡MgCO3(s) Mg2+(aq)+C(aq),加入少量浓盐酸可消耗碳酸根离子,而使碳酸根离子的浓度减小,B正确;由B项可知加入浓盐酸消耗碳酸根离子,使溶解平衡MgCO3(s) Mg2+(aq)+C(aq)正向移动,则镁离子浓度增大,C错误;Ksp(MgCO3)只与温度有关,温度不变溶度积常数不变,D错误。
2.选C　氯化铵水解显酸性,可以除铁锈,A项正确;刷牙用含氟牙膏,可使牙齿中的羟基磷酸钙转化为更难溶的氟化磷酸钙,B项正确;氯碱工业电解槽采用阳离子交换膜,以防止氢氧根离子与氯气接触反应,C项错误;铝盐与小苏打可以发生完全相互促进水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳,常用作泡沫灭火器试剂,D项正确。
3.选A　电解质溶液中含有铜离子,铁棒上镀铜时铁棒所在电极发生Cu2++2e-Cu还原反应,铁棒作阴极与电源负极相连,阳极用Cu作电极发生Cu-2e-Cu2+氧化反应,铜离子进入电解质溶液,从而使电解质中铜离子浓度保持不变,使镀铜反应原理持续发生,若阳极不用Cu作电极,随反应进行铜离子浓度减小,一段时间后铁棒上不能继续生成铜,需要更换含铜离子的电解质溶液使铁棒镀铜反应继续发生,故A项正确;反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)的ΔS<0,若反应的ΔH>0,则反应在任何条件下都不能自发进行,而该反应在室温下可自发进行,则说明反应的ΔH<0,B项错误;把稀硫酸缓慢并分次倒入NaOH溶液中会使反应放出的热量散失,导致中和热测定不准确,应把稀硫酸迅速一次性倒入NaOH溶液中,C项错误;NaHSO4溶液中NaHSO4Na++H++S,Na+、H+、S 浓度相等, CH3COOH溶液中CH3COOH CH3COO-+H+,H+、CH3COO-浓度相等,相同条件下,pH相等的NaHSO4和CH3COOH两溶液c(H+)相等,则Na+、S与CH3COO-是等浓度的,这样NaHSO4溶液离子电荷浓度大于CH3COOH溶液离子电荷浓度,NaHSO4溶液导电能力更强,D项错误。
4.选D　因为是恒容密闭容器,且反应物与生成物都是气体,密度在反应过程中始终不变,图①不能说明反应达到平衡状态;ΔH与反应过程无关,图②不能说明反应达到平衡状态;容器中开始未充入生成物,反应从正反应开始,逆反应的初始速率为0,图③不能说明反应达到平衡状态;反应过程中O2的转化率逐渐增大,平衡时达到最大,图④能说明反应达到平衡状态。
5.选C　设两份盐酸的体积均为x L,加水后pH增大1,说明加入水的体积为9x L,设另一份加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液y L,反应后pH也增大1,则=0.01 mol·L-1,解得y=x,则加入水和NaOH的体积比为9x∶x=11∶1。
6.选A　CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)为熵增的反应,室温下反应不能自发进行,说明ΔH>0,A正确;H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)该反应还生成硫酸钡沉淀,形成离子键放出能量,故ΔH<-114.6 kJ·mol-1,B错误;该反应为可逆反应,一定条件下,将0.2 mol SO2(g)和0.1 mol O2(g)充入密闭容器中充分反应不可能完全进行,不能计算反应的ΔH,C错误;由已知得,生成液态水放出热量更多,则CH3OH(l)的燃烧热ΔH<-638 kJ·mol-1,D错误。
7.选C　由图可知,温度T2大于T1,故A错误;该反应为放热反应,反应的焓变ΔH小于0,故B错误;升高温度,平衡向逆反应方向移动,气体的物质的量增大,由理想气体状态方程可知,平衡时体系的压强p1小于p2,故C正确;升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,则平衡常数K1大于K2,故D错误。
8.选B　由d点对应c(A)和c(B)可求得K=,A项错误;若c为平衡点,则其对应的c(A) 和c(B)均大于2,由于该反应的ΔH<0,温度升高,平衡逆向移动,B项正确;图中曲线adb是T ℃的平衡曲线,曲线中的任意一点都是平衡点,故直线cd上的点不是平衡点,C项错误;T ℃时c点未达平衡,其对应的c(A)和c(B)均大于2,而平衡时d点的c(A)和c(B)均等于2,故应该向正向进行,D项错误。
9.选A　针筒可测定氢气的体积,由单位时间内气体的体积可计算反应速率,A正确;KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,应使用酸式滴定管,B错误;硝酸银过量,分别与NaCl、Na2S反应生成沉淀,不能比较AgCl和Ag2S溶解度大小,C错误;图中装置缺少玻璃搅拌器,D错误。
10.选C　当湿布片所含的溶液为饱和食盐水时,铜片为正极,O2在铜片上得电子,铜片附近不会生成气体,A项错误;由于无法判断湿布片所含溶液酸碱性,所以无法判断电池具体的电极反应式,B项错误;当湿布片所含溶液为碱性时,负极会产生Zn(OH)2,由于Zn(OH)2在pH等于8.1时开始沉淀,所以湿布片上可能会产生沉淀,C项正确;若湿布片所含的是饱和食盐水,根据该原电池的工作原理可知,原电池在工作一段时间后,总质量会增加,增加的质量来自O2,D项错误。
11.选D　根据表格数据可知,加入氨水之前,滤液pH=4,则所测土壤呈酸性,A错误;由表中数据知达到反应终点后pH=10,即c(H+)=1×10-10 mol·L-1,所以c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,B错误;氨水显碱性,应装在碱式滴定管中,C错误;根据表格数据可知加入8 mL氨水时溶液pH为6,加入10 mL氨水时pH为8,所以当加氨水的体积为9.00 mL时,溶液的pH可能为7,D正确。
12.选B　根据分析,阳极的电极材料铁发生氧化反应生成的亚铁离子与溶液中的亚硝酸钠反应生成氮气,A正确;根据得失电子守恒,N2~6Fe2+~12e-~6H2,则产生N2和H2的物质的量之比为1∶6,B错误;阳极区生成Fe3+,但出去的溶液为硫酸钠溶液,故Fe3+透过交换膜向右侧迁移,故离子交换膜是阳离子交换膜,C正确;当Fe电极消耗8.4 g时,生成0.15 mol Fe2+,理论上可处理0.05 mol NaNO2,m(NaNO2)=nM=0.05 mol×69 g·mol-1=3.45 g,可处理NaNO2含量为5%的污水69 g,D正确。
13.选A　向10 mL某浓度的一元酸HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,加入10 mL NH3·H2O时恰好反应,发生反应为HR+NH3·H2ONH4R+H2O,HR的浓度为0.1 mol·L-1,故A正确;根据图像可知,b点溶液pH=7,此时HR与一水合氨的物质的量相等,二者恰好反应生成NH4R,HR、NH3·H2O均为弱电解质,发生相互促进的水解,故B错误;根据图像可知,d点时溶液的pH>7,混合液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),结合电荷守恒可知:c(N)>c(R-),故C错误;a点酸过量,抑制水的电离;b点酸碱恰好中和,生成弱酸弱碱盐,根据都弱都水解的规律可知,此时水电离程度最大;d点氨水过量,一水合氨抑制水的电离,故D错误。
14.选B　由图可知,①和④是氮氮三键转化为氮氮双键的过程、②和⑤是氮氮双键转化为氮氮单键的过程,则两种途径均发生了加成反应,故A正确;反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步,由图可知,③和⑥是反应的决速步,则能垒最高的过程为③和⑥,故B错误;由图可知,氮气生成氨气的过程中,氢离子是反应的反应物,所以选择强酸性溶液,增大反应物的浓度,有利于电催化合成反应的进行,故C正确;由化合价变化可知,生成氨气的电极为电解池的阴极,酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气,故D正确。
15.选C　实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)==2.0×10-5 mol·L-1·h-1,A项错误;实验③中水样初始pH=8,溶液呈弱碱性,结合氧化还原反应规律可得离子方程式为2Fe+Se+4H2O2Fe(OH)3+Se+2OH-,B项错误;由实验①、②可知,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量,反应速率加快,C项正确;由实验②、③可知,其他条件相同时,适当减小水样初始pH,Se的去除效果更好,但若水样初始pH太小,与H+反应的纳米铁的量增多,从而影响Se的去除效果,故D项错误。
16.解析:(1)由工艺流程可知,加酸可以使Cr转化为Cr2,转化的离子方程式为2Cr+2H+ Cr2+H2O;还原池中,Cr2在酸性条件下将HS氧化生成S,本身被还原为Cr3+,反应的离子方程式为3HS+Cr2+5H+2Cr3++3S+4H2O。(2)由图可知,溶液中pH越大废水中残留六价铬的浓度越大,而溶液中pH越小,酸性越强,可能会腐蚀设备管道,所以实际生产中需控制pH=2.5~3.0。(4)达到废水排放标准时,Cr的浓度为= mol·L-1,则溶液中Ba2+浓度为= mol·L-1=6.24×10-5 mol·L-1。
答案:(1)2Cr+2H+ Cr2+H2O　3HS+Cr2+5H+2Cr3++3S+4H2O　(2)溶液中pH越高,废水中六价铬残留越多;溶液中pH越低,会腐蚀设备管道　(3)加入絮凝剂　(4)6.24×10-5　不可行,因为废水中含有Ba2+,同样有毒
17.解析:中和滴定实验的步骤是滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;(1)①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,然后使用标准液再洗涤后注入氢氧化钠标准液,错误;②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体,赶出气泡,正确;③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数,正确;④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液,准备滴定,正确;⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数,算出标准液用量,正确;(2)滴定终点的现象为滴入最后半滴氢氧化钠溶液后,溶液由无色变为红色,且半分钟内不变色,说明达到滴定终点;(3)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入碱式滴定管中,故选乙;(4)溶液③pH=10的原因是醋酸根离子水解生成氢氧根离子,导致溶液显碱性,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-;(5)NaCN溶液为强碱弱酸盐,CN-水解生成氢氧根离子溶液显碱性,CN-浓度小于钠离子但仍大于氢氧根离子,故各离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);(6)氢氧化钠为强碱,一水合氨为弱碱部分电离,pH相等的溶液②和溶液④,稀释相同的倍数,一水合氨还会电离出氢氧根离子,故稀释后pH(NaOH)Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),25 ℃时,向①NaCN溶液中通入少量CO2,发生反应生成HCN和碳酸氢根离子,离子方程式为CN-+CO2+H2OHCN+HC。
答案:(1)①　(2)溶液由无色变为红色,且半分钟内不变色
(3)乙　(4)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
(5)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(6)<　(7)CN-+CO2+H2OHCN+HC
18.解析:(1)由图可知甲为氮气、氢气在通电条件下制取氨气,为电解池;乙、丙中均有电源,都属于电解池;(2)甲中质子传输陶瓷所起的作用是隔离氮气和氢气,避免直接接触反应,同时传导H+,形成闭合回路;氢气在电极b上失电子生成氢离子,电极反应为H2-2e-2H+;(3)装置乙中首先将太阳能通过左侧装置转化为电能,然后电能通过右侧电解装置转化为化学能;由电荷的移动方向可知N型半导体作负极,P型半导体作正极,则电极Y为阳极,电极X为阴极,电解池中阴离子向阳极移动,则OH-向Y电极移动,该电极发生反应4OH--4e-O2↑+2H2O,电极产物为氧气;(4)丙装置中,若a、b电极材料选择粗铜和纯铜,电解质为硫酸铜,工业上用此法电解精炼铜;当a电极产生2.24 L(标准状况)气体时,即生成0.1 mol O2,结合电极反应:2H2O-4e-O2↑+4H+,可知转移电子物质的量为0.4 mol,阴极反应:Cu2++2e-Cu,阴极生成Cu的物质的量为0.2 mol,要使电解质溶液恢复到电解前的状态,则可加入0.2 mol CuO。
答案:(1)甲、乙、丙　(2)传导H+,隔离H2和N2　H2-2e-2H+　(3)太阳能—电能—化学能　Y　O2　(4)电解法精炼铜　0.2　CuO
19.解析:(1)BaC2与电石CaC2类似,与水反应生成C2H2(乙炔)和Ba(OH)2,该反应的化学方程式为BaC2+2H2OBa(OH)2+C2H2↑。(2)①将BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)记为反应Ⅲ,由盖斯定律可知,反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应 Ⅱ,根据方程式相加,有KⅢ=KⅠ·KⅡ。由图1可知,1 585 K时lg KⅠ=2.5,lg KⅡ=-1.5,则该温度下KⅢ=102.5×10-1.5=10。根据Kp=(pCO)n、K=可知,Kp=K×(105 Pa)n,其中n为方程式中CO的化学计量数。反应Ⅲ中CO的化学计量数为3,因此反应Ⅲ的Kp=KⅢ×(105 Pa)3=1016Pa3。②由图1可知,1 320 K时,lg K1=0,即K1=1。反应Ⅰ中CO的化学计量数为2,则该温度下,KpⅠ=KⅠ×(105 Pa)2=1010 Pa2。根据反应Ⅰ可知,其分压平衡常数表达式为KpⅠ=,因此平衡时pCO===105 Pa。平衡常数只与温度有关,将容器体积压缩到原来的,KpⅠ不变,则pCO不变,仍为105 Pa。
(3)①由图2可知,1 823 K下,BaC2产率随着时间的延长不断增加至接近100%,而1 400 K下,BaC2产率始终为0,说明反应Ⅱ在1 400 K以下没有发生,而BaCO3全部消耗,说明反应Ⅰ已完全进行,生成BaO,故此时体系中含Ba物种为BaO。②图2的横坐标为时间,纵坐标为BaC2产率,则图像的斜率可代表反应速率,由图2可知,1 823 K下,t1~t2阶段净反应速率不变,t2后反应达到平衡,净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体,固体的浓度为定值,不会随着反应消耗而发生改变,因此出现上述特点。
答案:(1)BaC2+2H2OBa(OH)2+C2H2↑
(2)①1016　②105　105　(3)①BaO　②t1~t2阶段净反应速率为正值且恒定不变,t2后反应达到平衡,净反应速率恒为0　反应物均为固体,固体的浓度为定值,不会随着消耗而发生改变
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