Задание №18 — Теоретические основы химии

Задание №18

Из предложенного перечня выберите уравнения всех реакций, на скорость которых оказывает влияние измельчение простого вещества, участвующего в этой реакции.

1) Fe₍_тв_.) + S₍_тв_.) = FeS₍_тв_.)

2) C_(тв.) + O_2(г) = CO₂_(г)

3) 3Br_2(р-р) + 6KOH₍_p_-_p₎ = 5KBr_(р-р) + KBrO_3(р-р)+ 3H₂O_(ж)

4) 4Mg₍_тв_.) + 10HNO₃₍_р_-_р₎ = 4Mg(NO₃)₂₍_р_-_р₎ + NH₄NO₃₍_р_-_р₎ + 3H₂O₍_ж₎

5) 2AgNO_3(тв.) = 2Ag_(тв.) + 2NO_2(г) + O_2(г)

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

124

Пояснение

Решение.

Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно вспомнить, от каких факторов зависит скорость химической реакции. Одним из ключевых факторов является площадь поверхности соприкосновения реагентов. Этот фактор актуален только для гетерогенных реакций, то есть таких, в которых вещества находятся в разных агрегатных состояниях (например, твердое и жидкое, твердое и газообразное) или не смешиваются.

Измельчение твердого вещества увеличивает площадь поверхности соприкосновения, что приводит к увеличению числа столкновений между частицами реагирующих веществ и, как следствие, к увеличению скорости реакции. По условию нам нужно найти реакции, где измельчается именно простое вещество.

Разберем каждый вариант:

1) Fe (тв.) + S (тв.) → FeS (тв.).
В этой реакции участвуют два твердых простых вещества: железо (Fe) и сера (S). Реакция протекает на границе раздела фаз (твердое — твердое). Измельчение любого из этих простых веществ значительно увеличит скорость их взаимодействия. Подходит.

2) C (тв.) + O₂ (г) → CO₂ (г).
Углерод (C) — это твердое простое вещество, кислород — газ. Это типичная гетерогенная реакция. Скорость горения угля напрямую зависит от степени его измельчения (порошок сгорает быстрее, чем крупный кусок). Подходит.

3) 3Br₂ (р-р) + 6KOH (р-р) → 5KBr (р-р) + KBrO₃ (р-р) + 3H₂O (ж).
Здесь взаимодействуют бром (раствор) и гидроксид калия (раствор). Это гомогенная система (жидкость — жидкость). В данной реакции нет твердых веществ, которые можно было бы измельчить для изменения скорости. Не подходит.

4) 4Mg (тв.) + 10HNO₃ (р-р) → 4Mg(NO₃)₂ (р-р) + NH₄NO₃ (р-р) + 3H₂O (ж).
Магний (Mg) — твердое простое вещество, азотная кислота находится в растворе. Реакция гетерогенная. Измельчение магния (использование стружки или порошка вместо слитка) увеличит площадь контакта с кислотой и ускорит реакцию. Подходит.

5) 2AgNO₃ (тв.) → (t°) 2Ag (тв.) + 2NO₂ (г) + O₂ (г).
Это реакция термического разложения. Исходным веществом является нитрат серебра — это сложное вещество. Несмотря на то, что измельчение твердого нитрата серебра может повлиять на скорость его разложения, по условию задачи нас просят найти реакции, где измельчается простое вещество, участвующее в реакции (т.е. реагент). В данном случае простое вещество (серебро) является продуктом, а не реагентом. Не подходит.

Таким образом, измельчение простого вещества-реагента влияет на скорость в реакциях 1, 2 и 4.

Ответ: 124

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №18Далее