Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение реакции между медью и кислородом:
2Cu (тв.) + O₂ (г.) → (t°) 2CuO (тв.)

Эта реакция является гетерогенной, так как реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: медь — твердое вещество, кислород — газ. Скорость такой реакции зависит от температуры, концентрации газообразных реагентов, давления (для газов) и площади поверхности соприкосновения веществ.

Разберем предложенные варианты воздействия:

1. Понижение давления в системе. Кислород является газом. При понижении давления концентрация газа уменьшается, молекулы сталкиваются реже, и скорость реакции падает. Это нам не подходит.
2. Увеличение концентрации кислорода. Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ (в данном случае — газообразного кислорода). Чем больше молекул кислорода в единице объема, тем чаще происходят их столкновения с поверхностью меди, и тем выше скорость реакции. Это верный ответ.
3. Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию. Нам же по условию нужно увеличить скорость. Это не подходит.
4. Увеличение степени измельчения меди. Медь — твердое вещество, реакция идет на его поверхности. При измельчении (превращении куска меди в порошок) площадь поверхности соприкосновения с кислородом резко возрастает. Большее количество атомов меди становится доступным для атаки молекулами кислорода, что приводит к значительному ускорению реакции. Это верный ответ.
5. Понижение температуры. При охлаждении кинетическая энергия частиц уменьшается, число эффективных столкновений падает, и скорость любой химической реакции снижается. Это не подходит.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 2 и 4.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ