Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ. В данной задаче нам нужно сравнить скорость взаимодействия различных металлов со спиртами и водой по сравнению с эталонной реакцией: натрий + этанол.

Разберем каждый вариант, опираясь на химическую активность металлов и спиртов:

1. Взаимодействие натрия с водой. Вода (H₂O) является более сильной кислотой (в контексте теории Брёнстеда-Лоури), чем этанол (C₂H₅OH). Атом водорода в воде более подвижен, поэтому реакция натрия с водой протекает бурно и значительно быстрее, чем с этанолом. Это утверждение верно.
2. Взаимодействие кальция с пропанолом-1. Кальций (Ca) находится во второй группе и является менее активным щелочноземельным металлом по сравнению с щелочным металлом натрием (Na). Кроме того, пропанол-1 имеет более длинный углеводородный радикал, чем этанол, что немного снижает его реакционную способность в реакциях замещения водорода в гидроксильной группе. Скорость этой реакции будет ниже. Это утверждение неверно.
3. Взаимодействие калия с этанолом. Калий (K) находится ниже натрия в первой группе Периодической системы. Металлические свойства и химическая активность щелочных металлов растут сверху вниз по группе. Следовательно, калий реагирует с этанолом гораздо активнее и быстрее, чем натрий. Это утверждение верно.
4. Взаимодействие натрия с пропанолом-2. Пропанол-2 является вторичным спиртом. Из-за положительного индуктивного эффекта двух метильных групп (+I-эффект) электронная плотность на атоме кислорода выше, а связь O–H менее полярна, чем в первичном этаноле. Кроме того, пространственные препятствия у вторичного атома углерода затрудняют подход металла. Реакция идет медленнее. Это утверждение неверно.
5. Взаимодействие натрия с бутанолом-1. С увеличением длины углеводородного радикала в ряду первичных спиртов их кислотные свойства и реакционная способность по отношению к металлам уменьшаются. Бутанол-1 реагирует с натрием медленнее, чем этанол. Это утверждение неверно.

Таким образом, быстрее, чем натрий с этанолом, будут реагировать вещества в парах 1 и 3.

Ответ: 13

Источник: ФИПИ