Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи сначала запишем уравнение химической реакции между азотом и водородом (синтез аммиака):
N₂(г) + 3H₂(г) ⇄ 2NH₃(г) + Q

Скорость химической реакции зависит от частоты и силы столкновений частиц реагентов. Разберем каждое из предложенных воздействий:

1) Понижение температуры. При охлаждении кинетическая энергия молекул уменьшается, они движутся медленнее и сталкиваются реже. Это всегда приводит к уменьшению скорости реакции. Данный вариант нам не подходит.

2) Увеличение концентрации азота. Азот является исходным веществом (реагентом). Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов. Чем больше молекул азота в единице объема, тем чаще они будут сталкиваться с молекулами водорода. Это приводит к увеличению скорости реакции. Вариант подходит.

3) Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию, увеличивая энергию активации. Это приводит к уменьшению скорости. Данный вариант нам не подходит.

4) Уменьшение концентрации водорода. Водород — это реагент. Если мы уменьшим количество его молекул в зоне реакции, число эффективных столкновений сократится. Это приведет к уменьшению скорости реакции. Данный вариант нам не подходит.

5) Повышение давления в системе. В данной реакции оба реагента (азот и водород) являются газами. При повышении давления объем газовой смеси уменьшается, а концентрация всех газообразных веществ увеличивается (молекулы становятся «теснее» друг к другу). Это приводит к резкому увеличению числа столкновений и, следовательно, к увеличению скорости реакции. Вариант подходит.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 2 и 5.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ