Задание №18 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые влияют на скорость реакции между раствором сульфата меди(II) и железом.
Правильный ответ
235
Пояснение
Решение.
Для начала составим уравнение химической реакции, о которой идет речь в условии:
Fe (тв.) + CuSO4 (р-р) → FeSO4 (р-р) + Cu (тв.)
Это гетерогенная реакция, так как реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: железо — твердое вещество, сульфат меди(II) — в растворе. Скорость такой реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации веществ в растворе, температуры и площади поверхности соприкосновения фаз.
Разберем каждое воздействие из предложенного списка:
1) Изменение давления. Давление влияет на скорость только тех реакций, в которых участвуют газообразные вещества. В данной реакции газов нет (железо — металл, сульфат меди — соль в растворе), поэтому изменение давления не повлияет на скорость процесса. Не подходит.
2) Разбавление водой раствора сульфата меди(II). При добавлении воды объем раствора увеличивается, а количество растворенного вещества CuSO4 остается прежним. Следовательно, концентрация ионов меди Cu2+ в растворе уменьшается. Согласно закону действующих масс, при уменьшении концентрации реагента скорость химической реакции снижается. Подходит.
3) Изменение температуры. Повышение температуры всегда приводит к увеличению скорости химической реакции (согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса), так как частицы начинают двигаться быстрее и чаще сталкиваться с достаточной энергией. Понижение температуры, наоборот, замедляет реакцию. Подходит.
4) Добавление кристаллического сульфата железа(II). Сульфат железа(II) является продуктом данной реакции. Для большинства простых необратимых реакций изменение концентрации продуктов не влияет на скорость прямой реакции. Не подходит.
5) Использование железной проволоки вместо порошка железа. Это изменение агрегатного состояния (степени измельчения) твердого реагента. Порошок имеет гораздо большую площадь поверхности соприкосновения с раствором, чем цельная проволока. При замене порошка на проволоку площадь поверхности уменьшается, что ведет к замедлению реакции. Подходит.
Ответ: 235
Источник: ФИПИ