Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение химической реакции взаимодействия пропаналя с водородом. Это реакция гидрирования альдегида, в результате которой образуется первичный спирт (пропанол-1):
CH₃CH₂CHO (г) + H₂ (г) → (Ni, t°) CH₃CH₂CH₂OH (ж/г)

Разберем каждый из предложенных факторов с точки зрения их влияния на скорость химической реакции:

1. Использование катализатора. Катализаторы — это вещества, которые ускоряют химическую реакцию, снижая энергию активации процесса. Реакция гидрирования альдегидов практически всегда требует наличия катализатора (например, никеля, платины или палладия). Этот фактор увеличивает скорость реакции.
2. Повышение давления в системе. В данной реакции одним из реагентов является газообразное вещество — водород (H₂). Согласно кинетическим закономерностям, повышение давления в системе с участием газов приводит к увеличению их концентрации. Чем выше концентрация реагентов, тем чаще происходят столкновения молекул, что увеличивает скорость реакции.
3. Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химические реакции. Следовательно, этот фактор уменьшает скорость реакции.
4. Увеличение концентрации пропанола-1. Пропанол-1 является продуктом данной реакции. Согласно закону действующих масс, скорость прямой реакции зависит только от концентрации исходных веществ (реагентов). Изменение концентрации продуктов не влияет на скорость прямой реакции (оно может влиять только на химическое равновесие, но не на скорость в данный момент).
5. Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса, при понижении температуры скорость абсолютно большинства химических реакций уменьшается, так как снижается кинетическая энергия молекул и число активных столкновений.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 1 и 2.

Ответ: 12

Источник: ФИПИ