Задание №18 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые оказывают влияние на скорость реакции, протекающей по схеме:
CuO(тв.) + 2H+(p-p) = Cu2+(p-p) + H2O(ж)
Правильный ответ
124
Пояснение
Решение.
Для того чтобы правильно выбрать факторы, влияющие на скорость химической реакции, проанализируем уравнение и агрегатные состояния веществ:
CuO (тв.) + 2H+ (р-р) → Cu2+ (р-р) + H2O (ж)
Данная реакция является гетерогенной, так как реагенты находятся в разных фазах: оксид меди(II) — твердое вещество, а ионы водорода (кислота) находятся в растворе.
Разберем каждое воздействие из предложенного списка:
1) Повышение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при повышении температуры увеличивается кинетическая энергия частиц и число эффективных столкновений. Это приводит к увеличению скорости практически любой химической реакции (как экзо-, так и эндотермической). Подходит.
2) Разбавление раствора кислоты. При добавлении воды (разбавлении) объем раствора увеличивается, а количество моль кислоты остается прежним. Следовательно, концентрация ионов H+ в растворе уменьшается. Так как скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ в растворе, скорость реакции снизится. Изменение скорости происходит, значит, фактор подходит.
3) Применение индикатора. Индикаторы — это вещества, которые меняют свой цвет в зависимости от среды, но сами в основной химический процесс не вмешиваются и не являются катализаторами. Они не влияют на скорость взаимодействия оксида с кислотой. Не подходит.
4) Увеличение концентрации кислоты в растворе. Согласно закону действующих масс, скорость гетерогенной реакции зависит от концентрации веществ, находящихся в жидкой или газообразной фазе. Увеличение концентрации ионов H+ приведет к увеличению числа столкновений частиц кислоты с поверхностью твердого оксида меди, и скорость реакции возрастет. Подходит.
5) Увеличение давления. Давление оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если среди исходных веществ есть газы. В данном уравнении реагенты — твердое вещество (CuO) и раствор (H+). Сжимаемость твердых тел и жидкостей ничтожна, поэтому изменение давления не изменит скорость этой реакции. Не подходит.
Таким образом, на скорость данной реакции влияют факторы под номерами 1, 2 и 4.
Ответ: 124
Источник: ФИПИ