Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для начала запишем уравнение реакции гидрирования этилена. Гидрирование — это присоединение водорода к непредельному углеводороду:

C₂H₄ (газ) + H₂ (газ) → (катализатор, t°) C₂H₆ (газ)

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и условий проведения процесса. Разберем каждое внешнее воздействие из предложенного списка:

1. Повышение давления. В данной реакции оба реагента (этилен и водород) являются газами. При повышении давления объем газовой смеси уменьшается, что приводит к сближению молекул и увеличению их концентрации в единице объема. Число столкновений между молекулами реагентов растет, следовательно, скорость реакции увеличивается. Это верное утверждение.
2. Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию или практически полностью ее прекращают. Это воздействие уменьшает скорость реакции. Утверждение не подходит.
3. Повышение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при повышении температуры увеличивается кинетическая энергия молекул. Они начинают двигаться быстрее, и число эффективных столкновений (тех, что приводят к реакции) резко возрастает. Повышение температуры всегда увеличивает скорость большинства химических реакций. Это верное утверждение.
4. Использование катализатора. Катализаторы — это вещества, которые ускоряют химическую реакцию, снижая энергию активации процесса, но сами при этом не расходуются. Реакция гидрирования этилена практически не идет без катализатора (обычно используют Ni, Pt или Pd), поэтому его добавление увеличит скорость реакции. Это верное утверждение.
5. Увеличение концентрации этана. Этан (C₂H₆) является продуктом данной реакции. Согласно закону действующих масс, скорость прямой реакции зависит только от концентрации исходных веществ (реагентов). Изменение концентрации продуктов не влияет на скорость прямой реакции (оно может влиять только на химическое равновесие, но не на скорость в данный момент). Утверждение не подходит.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приведут воздействия под номерами 1, 3 и 4.

Ответ: 134

Источник: ФИПИ