Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи проанализируем влияние каждого фактора на скорость химической реакции между цинком (твердое вещество) и фтором (газ). Уравнение реакции:
Zn(тв.) + F₂(г.) → ZnF₂(тв.)

Скорость гетерогенной реакции (реакции между веществами в разных агрегатных состояниях) зависит от концентрации газообразных реагентов, температуры и площади поверхности соприкосновения веществ.

Разберем предложенные варианты:

1) Повышение давления в системе. Фтор является газом. При повышении давления объем системы уменьшается, а концентрация газа увеличивается. Это приводит к увеличению числа столкновений частиц и, следовательно, к увеличению скорости реакции. Нам это не подходит.

2) Понижение давления в системе. При понижении давления концентрация газообразного фтора уменьшается. Частицы реагентов сталкиваются реже, что ведет к уменьшению скорости реакции. Это верный ответ.

3) Уменьшение концентрации фтора в системе. Фтор — это реагент. Скорость прямой реакции прямо пропорциональна концентрации исходных веществ. Если фтора станет меньше, скорость взаимодействия уменьшится. Это верный ответ.

4) Повышение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при повышении температуры увеличивается энергия частиц и число эффективных соударений. Это всегда приводит к увеличению скорости химической реакции. Нам это не подходит.

5) Использование гранул цинка вместо порошка. Скорость реакции твердого вещества с газом зависит от площади поверхности соприкосновения. Порошок имеет гораздо большую суммарную площадь поверхности, чем крупные гранулы. Замена порошка на гранулы (укрупнение частиц) приводит к уменьшению площади соприкосновения реагентов, что влечет за собой уменьшение скорости реакции. Это верный ответ.

Ответ: 2, 3, 5.

Источник: ФИПИ