Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение химической реакции между азотом и кальцием:
3Ca (тв.) + N₂ (г.) → Ca₃N₂ (тв.)

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и внешних условий. Рассмотрим каждое воздействие из предложенного списка:

1) Понижение температуры. При понижении температуры средняя кинетическая энергия молекул уменьшается, число эффективных столкновений между частицами падает. Это всегда приводит к замедлению химической реакции. Данный вариант не подходит.

2) Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию или препятствуют её протеканию. Использование ингибитора приведет к уменьшению скорости. Данный вариант не подходит.

3) Повышение давления в системе. В данной реакции одним из реагентов является газ — азот (N₂). Согласно кинетическим закономерностям, повышение давления в системе, содержащей газообразные реагенты, эквивалентно увеличению их концентрации (частицы газа сближаются). Это приводит к увеличению числа столкновений и, следовательно, к увеличению скорости реакции. Данный вариант подходит.

4) Уменьшение концентрации азота. Азот является реагентом. Скорость прямой реакции прямо пропорциональна концентрации реагентов (в соответствии с законом действующих масс). Если концентрация азота уменьшится, столкновения между молекулами азота и поверхностью кальция будут происходить реже, и скорость реакции упадет. Данный вариант не подходит.

5) Повышение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при повышении температуры значительно увеличивается число "активных" молекул, обладающих энергией, достаточной для преодоления энергетического барьера реакции. Повышение температуры всегда увеличивает скорость химической реакции (как экзо-, так и эндотермической). Данный вариант подходит.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 3 и 5.

Ответ: 35

Источник: ФИПИ