2024届高三新高考化学大一轮专题训练:化学反应的速率
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一、单选题
1.(2023春·湖北·高三荆州中学校联考期中)一定温度下,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为3X+Y⇌2Z
B.2min时反应达到平衡状态
C.与1~2min相比,0~1min的v(正)比较快
D.平衡时,容器压强与初始压强的比值为10:9
2.(2023·辽宁·校联考模拟预测)在同温同容且恒温恒容的两个密闭容器Ⅰ,Ⅱ中分别发生:,此反应的,,、为速率常数,测得数据如下表,下列说法正确的是
容器
起始浓度/mol/L
平衡浓度/mol/L
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
A.若容器Ⅰ两分钟达到平衡,则0~2分钟反应平均速率
B.向平衡后的容器中再加入,重新达平衡后,的体积分数减小
C.容器Ⅱ中起始时速率
D.该反应、随催化剂和温度的改变而改变,但不随浓度和压强的改变而改变
3.(2023春·重庆巫溪·高三巫溪县中学校校考阶段练习)将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g) = 2Z(g)+aQ(g),经过2 min后,生成0.8 mol Z,Q的浓度为0.4 mol·L-1,下列叙述错误的是
A.a的值为2 B.反应速率v(Y)=0.3 mol·(L·min)-1
C.X的转化率为20% D.2 min后,X的浓度为0.2 mol·L-1
4.(2023春·浙江温州·高三乐清市知临中学校考期中)一定条件下,反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)(吸热反应),在2L恒容密闭容器中进行,反应进行到10s时,CO的物质的量增加了0.20mol,则下列说法正确的是
A.10s时,用CO2表示的化学反应速率为0.005mol•L-1•s-1
B.当碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.充入He使体系压强增大,能提高反应速率
5.(2023·山东淄博·校联考二模)某温度下,在金表面发生反应:,其速率方程式为(k为速率常数)。反应过程中,与S(催化剂)及时间关系如图所示。已知(半衰期)为反应物消耗一半所用的时间,下列叙述错误的是
A.,Ⅰ条件下
B.其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大
C.其他条件相同,增大,反应速率不变
D.该温度下,当S(催化剂),时,为
6.(2023春·四川凉山·高三校联考期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.t1min时该化学反应达到平衡状态
B.在4min时v正>v逆
C.4min内,CO2的转化率约为71.4%
D.4min内,CO的平均反应速率v(CO)=0.25mol•L-1•min-1
7.(2023春·河南郑州·高三河南省实验中学校考期中)已知反应NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.该反应的反应物或生成物都能用来表示该反应的反应速率
B.1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
C.若将该反应设计成燃料电池,则电极反应物不同,电极材料可能相同
D.1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
8.(2023春·湖北襄阳·高三襄阳市第一中学校考阶段练习)对于可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.v(A)=0.3mol•L-1•s-1 B.v(B)=1.8mol•L-1•s-1
C.v(D)=0.7mol•L-1•s-1 D.v(C)=1.5mol•L-1•min-1
9.(2023春·山东临沂·高三统考期中)某探究小组研究的反应速率与浓度的关系。反应速率可通过测定减半所需时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据。
实验序号
初始浓度
减半所需时间t/min
①
0.10
10.0
5.0
10
②
0.10
10.0
2.5
20
③
0.20
10.0
5.0
5
④
0.10
5.0
5.0
5
分析以上数据所得出的结论错误的是
A.增大增大 B.增大不变
C.实验①和②的不相等 D.实验③的为
10.(2023秋·江苏泰州·高三泰州中学校考期末)在一定条件下,容器内某一反应M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示:下列表述中正确的是
A.反应的化学方程式为 B.时段,N平均反应速率
C.时,正反应速率大于逆反应速率 D.时刻以后,该反应已停止
11.(2023春·河南濮阳·高三濮阳一高校考阶段练习)一定温度下,向10mL0.40 mol·L-1的H2O2溶液中加入少量FeCl3溶液(忽略整个过程中溶液体积的变化),不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示:
0
2
4
6
0
9.9
17.5
22.4
反应分两步进行:①;②。反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率
B.反应①②均是放热反应
C.反应是吸热反应
D.0~6min内的平均反应速率
12.(2023春·河南濮阳·高三濮阳一高校考阶段练习)在一定温度下,将1molM和4molX置于1L的恒容密闭反应器中发生如下反应:,Q、R物质的量浓度与反应时间的关系如图。下列叙述不正确的是
A.a=1
B.达到反应限度时M的浓度为0.6mol/L
C.达到反应限度时消耗1.6molX
D.前2min平均反应速率:
13.(2023春·四川资阳·高三四川省资阳中学校考期中)与稀盐酸反应(放热反应)生成的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论正确的是
A.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大
B.一段时间后,反应速率减小的原因是此反应是吸热反应
C.反应在4~6min内平均反应速率最大
D.反应在2~4min内生成的平均反应速率为
14.(2023春·陕西西安·高三西安市第八十五中学校考期中)某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0~3min各物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g) 2C(g)
B.v(A)=v(C)说明该反应已达到平衡状态
C.由图求得A的平衡时的转化率为60%
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为1 mol∙L−1∙min−1
二、非选择题
15.(2023春·安徽合肥·高三安徽省庐江汤池中学校联考期中)向一个容积为2 L的密闭容器中充入4 mol·L-1 A和6 mol·L-1 B,在恒温恒容下发生反应:,经5 min后达到平衡状态,测得A的浓度为2 mol·L-1、测得D的化学反应速率为。
(1)到达平衡前___________(填“>”或者“<”),到达平衡后___________(填“>”、“<”或者“=”)。
(2)D的化学计量数x为___________。
(3)反应开始至平衡时,以B的浓度变化表示该反应的平均速率___________。
(4)到达平衡后A的转化率为___________。
(5)该条件下反应一段时间,下列能说明反应达到平衡状态的是___________。
A.气体的密度保持不变 B.气体的压强保持不变
C. D.B与C浓度保持不变
(6)反应前与到达平衡后的压强之比为___________。
16.(2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应:。下表为反应在温度下的部分实验数据:
0
500
1000
1500
(mol)
10.00
7.04
4.96
4.96
请回答:
(1)从反应开始到500 s,生成的平均速率_______。
(2)温度下,该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式:_______,在此反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应:,下列说法不正确的是_______。
A.开始反应时,正反应速率最大,逆反应速率为零
B.不可能100%转化为
C.该条件下当混合气体密度不再变化,反应达到最大限度
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
E.200℃时,转化率几乎为0,可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示:
请解释正反应速率如图变化的原因:_______。
②氮的另一种氢化物肼(),是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量,下列共价键的键能信息如表所示:
共价键
N-H
N-N
O=O
O-H
键能(kJ/mol)
391
161
498
946
463
关于反应,则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
17.(2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中)电子工业上常用氯化铁溶液作印刷电路板的腐蚀液,使用过的腐蚀废液中的金属阳离子主要有Fe3+、Fe2+和Cu2+。化学兴趣小组设计如下流程对废液进行处理并回收氯化铁溶液。
(1)①步骤(Ⅰ)中加入H2O2溶液的目的是将Fe2+_______(填“氧化”或“还原”)成Fe3+;取少量溶液A于试管中,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液显_______(填“红色”或“蓝色”)。
②步骤(Ⅱ)中分离溶液B和沉淀的操作需用到的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗和_______。
(2)实验室常用H2O2溶液制取氧气。在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1的H2O2溶液发生催化分解,5 min时测得生成O2的体积为22.4 mL(已折算为标准状况,溶液的体积不变)。用H2O2表示该反应的速率为_______mol·(L·min)-1;
(3)已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下:
①v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1②v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1
③v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1④v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
请比较上述4种情况反应的快慢:_______(由大到小的顺序)。
18.(2023春·江西萍乡·高三统考期中)I.某学习小组设计如图实验探究锌与盐酸反应过程中的能量变化与反应速率变化。
(1)利用如图简易装置验证锌与盐酸反应的能量变化将铝片加入小试管内,然后注入足量的盐酸,说明此反应是放热反应的现象是_______。
(2)在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折合成标准状况下的体积),实验记录如表(累计值):
时间/min
1
2
3
4
5
6
氢气体积/mL
50
120
232
392
472
502
计算2~3min时间段以盐酸的浓度变化表示的该反应速度为______mol/(L•min),______ 的(填“`0~1min”“1~2min”“2~3min”“3~4min”“4~5min”“5~6min”反应速率最快,原因是______。
(3)如果反应太剧烈,为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量,他在稀盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是______(填字母)。
A.K2SO4溶液 B.Na2CO3溶液 C.NaNO3溶液 D.KCl溶液
Ⅱ.甲烷可以消除氮氧化物污染。如:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。
(4)若上述反应在恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明该反应已达平衡状态的是______。
a.单位时间内生成lmolCO2同时生成2molNO2
b.正反应速率最大,逆反应速率为0
c.容器内气体的压强不再变化
d.混合气体的质量不再变化
e.c(NO2)=2c(N2)
f.混合气体的颜色不变
(5)甲烷可直接应用于燃料电池,该电池采用KOH溶液为电解质,其工作原理如图所示:
①外电路电子移动方向:______(填“a→b”或“b→a”)。
②b电极的电极方程式为______。
参考答案:
1.D
【详解】A.∆n(X):∆n(Y):∆n(Z)=0.3:0.1:0.2=3:1:2——与计量系数成正比,故A正确。
B.2min后X、Y、Z的物质的量不变,反应达到平衡状态,故B正确。
C.随反应的进行,反应物浓度降低,正反应速率减慢,故C正确。
D.,故D错误;
故选D。
2.D
【详解】A.由表格数据可知,平衡时氧气的浓度为0.2mol/L,则由方程式可知,0~2分钟内一氧化氮的平均速率为=0.2 mol/(L·min),故A错误;
B.向平衡后的容器中再加入二氧化氮相当于增大压强,该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,二氧化氮的体积分数增大,故B错误;
C.由表格数据可知,平衡时氧气的浓度为0.2mol/L,则由方程式可知,平衡时二氧化氮、一氧化氮的浓度分别为0.6mol/L—0.2mol/L×2=0.2mol/L、0.2mol/L×2=0.4mol/L,反应的平衡常数K==0.8,温度不变,平衡常数不变,则容器Ⅱ中起始浓度熵Qc=<0.8,说明平衡向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故C错误;
D.使用催化剂时,反应物和生成物的浓度不变,正逆反应速率均增大说明正逆反应的速率常数均增大,速率常数是温度函数,温度不变,速率常数不变,则该反应、随催化剂和温度的改变而改变,但不随浓度和压强的改变而改变,故D正确;
故选D。
3.D
【分析】根据题中已知信息列出三段式,根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比计算a的值;转化率= ×100%,反应速率v=;
根据三段式可知,
【详解】A. 参加反应的不同物质的浓度变化之比等于计量系数之比,所以a=2,选项A正确;
B. v(Y)= =0.3mol/(L·min),选项B正确;
C.X的转化率为0.2/1×100%=20%,选项C正确;
D. 2min后,X的浓度为=0.8mol/L,选项D错误;
答案选D。
4.B
【分析】0~10s内,CO的平均反应速率为;
【详解】A.化学反应速率之比等于化学计量数之比,结合分析可知,0~10s内,用CO2表示的化学反应速率为0.005mol•L-1•s-1,瞬时速率则不知,A错误;
B.碳的质量随着反应而改变,当碳的质量不再改变说明反应已达平衡,B正确;
C.升高温度,无论正反应还是逆反应速率都要增大,C错误;
D.恒容状态下,充入非反应气体,压强虽然增大,但各组分的浓度均不变,因此化学速率不变,D错误;
答案选B。
5.A
【详解】A.根据如所示,Ⅰ和Ⅲ条件相同,起始浓度不同,但反应速率相同,说明反应速率与起始浓度无关,所以,,A错误;
B.对比Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,Ⅱ中S(催化剂)越大最大,反应速率越大,k越大,Ⅰ和Ⅲ的S(催化剂)相同,反应速率相同,k相同,所以在其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大,B正确;
C.由以上分析,与反应速率无关,C正确;
D.由图可知,在条件Ⅰ,S(催化剂),消耗一半即小号所用的时间为,所以半衰期为,D正确;
故选A。
6.C
【详解】A.t1min后CO、CO2的浓度继续改变,t1min时该化学反应没有达到平衡状态,故A错误;
B.在4min时CO、CO2的浓度不再继续改变,反应达到平衡状态,v正=v逆,故B错误;
C.4min内,CO2的浓度减小0.5mol/L,转化率约为0.5mol/L ÷0.7mol/L×100%==71.4%,故C正确;
D.4min内,CO的浓度增大0.5mol/L,平均反应速率v(CO)= mol•L-1•min-1,故D错误;
选C。
7.D
【详解】A. 该反应的反应物或生成物均为气体,都能用来表示该反应的反应速率,故A正确;
B. 1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和,反应是放热反应,故B正确;
C. 若将该反应设计成燃料电池,则电极反应物不同,CO在负极发生氧化反应,NO2在正极发生还原反应,电极材料可能相同,故C正确;
D. 1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量,反应放热,故D错误;
故选D。
8.B
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,转化为同种物质的反应速率比较反应速率,注意速率单位统一,以此来解答。
【详解】A.v(A)=0.3mol•L-1•s-1;
B.v(B)=1.8mol•L-1•s-1,转化为v(A)=1.8mol•L-1•s-1×=0.6mol•L-1•s-1;
C.v(D)=0.7mol•L-1•s-1,转化为v(A)=0.7mol•L-1•s-1×=0.35mol•L-1•s-1;
D.v(C)=1.5mol•L-1•min-1=0.025mol•L-1•s-1;转化为v(A)=0.025mol•L-1•s-1×=0.0125mol•L-1•s-1;
显然B中反应速率最快,故选B。
9.B
【详解】A.比较①③数据可以判断出,增大,时间减半,v(Cr3+)增大,故A正确;
B.对比①②组数据,可以判断出增大c(Ag+),v(Cr3+)增大,故B错误;
C.实验①的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L10min=,实验②的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L20min=,两组实验速率不相等,C正确;
D.实验③的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L5min=,故D正确;
故选B。
10.C
【分析】达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,结合图像解答该题。
【详解】A.达到平衡时,N的物质的量为2mol,变化6mol,M的物质的量为5mol,变化3mol,反应的方程式为,故A错误;
B.时段,N平均反应速率,故B错误;
C.t2时刻体系并未达到平衡,反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.时刻以后,反应达到平衡,为动态平衡,故D错误;
故选C。
11.A
【分析】反应分两步进行:①,
②,则总反应为。
【详解】A.从总反应可以看出,Fe3+是反应的催化剂,可增大过氧化氢的分解速率,A正确;
B.图中信息显示,反应②是放热反应,反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量,是吸热反应,B不正确;
C.起始时反应物的总能量大于最终生成物的总能量,则反应是放热反应,C不正确;
D.0~6min内,生成O2的体积为22.4mL,物质的量为0.001mol,则分解的H2O2的物质的量为0.002mol,平均反应速率,D不正确;
故选A。
12.C
【详解】A.由图分析,0~2min时Q、R的变化量分别为0.8mol、0.4mol,由于变化量之比等于系数之比即0.8:0.4=2:a,计算得a=1,A项正确;
B.从图看2min时达到平衡,即反应限度。由于变化量之比等于系数之比即0.8: =2:1计算得到=0.4mol。则平衡时n(X)=1-0.4=0.6mol,c(M)=0.6mol/L,B项正确;
C.由于变化量之比等于系数之比即0.8: =2:3计算得到=1.2mol,达反应限度消耗1.2molX,C项错误;
D.2min平均速率为,D项正确;
故选C。
13.A
【详解】A.随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使反应速率降低。由图知,开始生成的二氧化碳的反应速率是增大的,说明反应为放热反应,即反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,A正确;
B.一段时间后,由图可知反应速率先增大后又减小,反应速率减小的原因是c(H+)减小,B错误;
C.由图可知0~2min、2~4min、4~6min时间内,生成的CO2物质的量分别是0.1mol、0.3mol-0.1mol=0.2mol、0.35mol-0.3mol=0.05mol,所以反应在2~4min内平均反应速率最大,C错误;
D.结合选项C可知,反应在2~4 min内生成CO2的平均反应速率为 v(CO2)=0.1 mol·min-1,D错误;
故选A。
14.A
【详解】A.根据图中信息A、B为反应物,C为生成物,改变量分别为2mol、1mol、2mol,根据改变量之比等于计量系数之比,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g),故A正确;
B.υ(A)= υ(C),没有正反应和逆反应,因此不能说明该反应已达到平衡状态,故B错误;
C.由图求得A的平衡时的转化率为,故C错误;
D.反应开始至2min时,A的平均反应速率为mol∙L−1∙min−1,故D错误。
综上所述,答案为A。
15.(1) > =
(2)4
(3)
(4)50%
(5)BD
(6)10∶9
【分析】D的化学反应速率为,则平衡时D的浓度为
【详解】(1)反应开始加入的时AB,故到达平衡前正反应速率大于逆反应速率,平衡后正逆速率相等。
(2)从分析中的数据分析,A和D的变化量相同,故D的化学计量数为4。
(3)以B 的浓度变化表示反应速率为
(4)A的转化率为
(5)A. 该反应都为气体,容器不变,气体的密度始终保持不变,故密度不变不能说明反应到平衡;B. 该反应前后气体的总物质的量不同,故气体的压强保持不变可以说明反应到平衡;C. 说明正逆反应速率不相等,反应未到平衡; D. B与C浓度保持不变可以说明反应到平衡。故选BD。
(6)反应前后的压强比等于气体的物质的量的比,故压强比为。
16.(1)
(2)50.4%
(3) NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 1:1
(4)CE
(5) 温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;t3达到化学平衡状态; 287.5kJ/mol
【详解】(1);
故答案为:;
(2)根据数据可知,1000s时反应达到平衡,;故答案为:50.4%;
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,则反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O,氧化剂与还原剂的比为1:1;
(4)A.刚开始反应时候,反应物浓度最大,生成物浓度最小,则正反应速率最大,逆反应速率最小,A正确;
B.该反应为可逆反应,则N2O5不可能100%转化,B正确;
C.根据公式,,反应前后质量不变,恒容容器的体积不变,则密度不变,C错误;
D.升高温度、增大压强、增大反应物浓度可以促进平衡正向进行,D正确;
E.分子间作用力决定物理性质,E错误;
故答案为:CE;
(5)①温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响,使正反应速率增大;反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响,使正反应速率减小;后达到化学平衡状态;
②反应焓变=反应物键能-生成物键能=;
故答案为:287.5kJ/mol。
17.(1) 氧化 红色 玻璃棒
(2)0.04
(3)③①②④
【详解】(1)①过氧化氢具有强氧化性,可氧化亚铁离子生成铁离子,滴加KSCN溶液,溶液显红色,故答案为:氧化;红色;
②步骤(Ⅱ)分离固体和液体,为过滤操作,需用到的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗和玻璃棒,故答案为:玻璃棒;
(2)0~6min时间内,生成氧气物质的量==0.001mol,由2H2O22H2O+O2,可知c(H2O2)=0.001mol×2÷0.01L=0.2mol/L,所以(H2O2)==0.04mol(L•min),故答案为:0.04;
(3)工业上利用反应4CO+2NO2N2+4CO2消除污染,在不同条件下的化学反应速率如下,先换算为相同单位,①(CO)=1.5mol⋅L-1⋅min-1,②(NO2)=0.01mol⋅L-1⋅s-1=0.01×60mol⋅L-1⋅min-1=0.6mol⋅L-1⋅min-1,③(N2)=0.4mol⋅L-1⋅min-1,④(CO2)=1.1mol⋅L-1⋅min-1,再分别除以方程式前的系数比较大小即可:①=0.375mol⋅L-1⋅min-1,②=0.3mol⋅L-1⋅min-1,③=0.4mol⋅L-1⋅min-1,④=0.275mol⋅L-1⋅min-1,上述表示的化学反应速率有快到慢的顺序为:③>①>②>④,故答案为:③>①>②>④。
18.(1)“U”形管液面左低右高
(2) 0.1 3~4min 该反应是放热反应,温度升高改变速率大于浓度减小改变的速率
(3)AD
(4)acf
(5) a→b
【详解】(1)根据题意,该反应是放热反应,使的锥形瓶中压强增大,气体体积膨胀,因此看到的现象是“U”形管液面左低右高;故答案为:“U”形管液面左低右高。
(2)2~3min时间段氢气体积改变量为112mL,氢气物质的量为0.005mol,则盐酸消耗了0.01mol,以盐酸的浓度变化表示的该反应速度为,0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min、5~6min产生氢气的量分别为50mL、70mL、112mL、160mL、80mL、30mL,则3~4min反应速率最快,原因是该反应是放热反应,温度升高改变速率大于浓度减小改变的速率;故答案为:0.1;3~4min;该反应是放热反应,温度升高改变速率大于浓度减小改变的速率。
(3)A.K2SO4溶液,氢离子浓度降低,反应速率减慢,产生氢气的量不变,故A符合题意;B.Na2CO3溶液,氢离子与碳酸根反应,氢离子浓度减小,产生氢气的总量减小,故B不符合题意;C.NaNO3溶液,氢离子、硝酸根与金属反应不会产生氢气,生成氮的氧化物,故C不符合题意;D.KCl溶液,氢离子浓度降低,反应速率减慢,产生氢气的总量不变,故D符合题意;综上所述,答案为:AD。
(4)a.单位时间内生成lmolCO2,正向反应,同时生成2molNO2,逆向反应,两个不同的方向,生成量之比等于速率之比,能说明达到平衡,故a符合题意;b.正反应速率最大,逆反应速率为0,说明在开始正在建立平衡,不是平衡状态,故b不符合题意;c.该反应是体积增大的反应,正向反应,压强不断增大,当容器内气体的压强不再变化,说明达到平衡,故c符合题意;d.气体质量始终不改变,当混合气体的质量不再变化,不能作为判断平衡标志,故d不符合题意;e.c(NO2)=2c(N2),浓度相等,不能作为判断平衡标志,只能说某物质的浓度不再改变,故e不符合题意;f.正向反应,气体颜色变浅,当混合气体的颜色不变,说明达到平衡,故f符合题意;综上所述,答案为:acf。
(5)①燃料电池中燃料作负极,氧化剂作正极,则甲烷为负极,氧气为正极,外电路电子从负极移向正极即移动方向:a→b;故答案为:a→b。
②该原电池是碱性燃料电池,氧气为正极,则b电极的电极方程式为;故答案为:。
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