Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение химической реакции между сероводородом и кислородом. В зависимости от условий (избыток или недостаток кислорода) реакция может протекать по-разному, но в обоих случаях реагентами являются газы:
2H₂S(г) + 3O₂(г) → 2SO₂(г) + 2H₂O(г)
или
2H₂S(г) + O₂(г) → 2S(тв) + 2H₂O(г)

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и внешних условий. Разберем каждый фактор из предложенного списка:

1) Увеличение концентрации сернистого газа (SO₂). Сернистый газ является продуктом реакции. Изменение концентрации продуктов в гомогенных реакциях (если они не участвуют в обратном процессе) не влияет на скорость прямой реакции. В рамках заданий ЕГЭ на скорость реакции влияет только концентрация исходных веществ.

2) Увеличение концентрации кислорода. Кислород (O₂) является исходным веществом (реагентом). Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Следовательно, при увеличении концентрации кислорода число столкновений молекул реагентов в единицу времени растет, и скорость реакции увеличивается. Этот вариант верный.

3) Повышение давления в системе. Поскольку оба реагента (H₂S и O₂) являются газами, повышение давления приводит к уменьшению объема системы и, как следствие, к увеличению молярной концентрации газов. Увеличение концентрации газообразных реагентов всегда приводит к ускорению реакции. Этот вариант верный.

4) Уменьшение концентрации сероводорода. Сероводород (H₂S) — это реагент. При уменьшении концентрации любого из реагентов скорость химической реакции снижается, так как частицы сталкиваются реже.

5) Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при понижении температуры скорость абсолютно любой химической реакции (как экзо-, так и эндотермической) уменьшается, так как снижается кинетическая энергия молекул и число активных столкновений.

Таким образом, факторами, увеличивающими скорость данной реакции, являются увеличение концентрации кислорода и повышение давления.

Ответ: 23

Источник: ФИПИ