Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для начала составим уравнение химической реакции, о которой идет речь в условии задачи:
Zn (тв.) + CuCl₂ (р-р) → ZnCl₂ (р-р) + Cu (тв.)

Это гетерогенная реакция, так как реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: цинк — твердое вещество, хлорид меди(II) — раствор. Скорость такой реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры, концентрации жидкого реагента и площади поверхности соприкосновения фаз.

Разберем каждый из предложенных факторов:

1. Добавление воды. При добавлении воды объем раствора увеличивается, что приводит к уменьшению концентрации хлорида меди(II). Согласно закону действующих масс, уменьшение концентрации реагента замедляет реакцию. Этот вариант не подходит.
2. Повышение давления в системе. Давление оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если в системе присутствуют газообразные реагенты. В данной реакции участвуют твердое вещество и раствор, газов нет. Следовательно, изменение давления практически не влияет на скорость. Этот вариант не подходит.
3. Измельчение цинка. Цинк является твердым реагентом. Реакция протекает на его поверхности. При измельчении твердого вещества площадь поверхности соприкосновения с раствором резко возрастает, что приводит к увеличению числа столкновений частиц реагентов и, как следствие, к увеличению скорости реакции. Этот вариант верный.
4. Увеличение концентрации хлорида меди(II). Скорость реакции прямо пропорциональна концентрации растворенного реагента. Чем больше ионов меди Cu²⁺ находится в единице объема раствора, тем чаще они сталкиваются с поверхностью цинка. Этот вариант верный.
5. Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа, при понижении температуры скорость химической реакции всегда уменьшается, так как снижается кинетическая энергия частиц и число активных столкновений. Этот вариант не подходит.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 3 и 4.

Ответ: 34

Источник: ФИПИ