Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи необходимо проанализировать, как каждое из предложенных воздействий влияет на скорость химической реакции между твердым веществом (железом) и газом (кислородом). Уравнение реакции: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄.

Разберем каждый пункт по порядку:

1. Повышение давления в системе. Кислород является газообразным реагентом. При повышении давления объем системы уменьшается, а концентрация газа (количество молекул в единице объема) увеличивается. Чем выше концентрация реагентов, тем чаще происходят столкновения между частицами, что ведет к увеличению скорости реакции. Это утверждение верно.
2. Разбавление кислорода азотом. Азот в данных условиях является инертным газом. Если мы добавляем азот в систему при постоянном давлении, парциальное давление кислорода падает, а его концентрация уменьшается. Это приводит к замедлению реакции. Это утверждение неверно.
3. Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химические реакции, увеличивая энергию активации процесса. Следовательно, скорость реакции уменьшится. Это утверждение неверно.
4. Измельчение железа. Железо находится в твердом агрегатном состоянии. Реакция протекает на поверхности соприкосновения твердого вещества с газом (гетерогенная реакция). При измельчении железа площадь поверхности соприкосновения реагентов резко возрастает, что приводит к значительному увеличению скорости реакции. Это утверждение верно.
5. Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса, при понижении температуры кинетическая энергия молекул уменьшается, число активных столкновений падает, и скорость химической реакции всегда уменьшается. Это утверждение неверно.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят воздействия под номерами 1 и 4.

Ответ: 14

Источник: ФИПИ