Задание №18 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите уравнения всех реакций, для которых изменение концентрации кислоты приведёт к изменению скорости реакции.
Правильный ответ
345
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи необходимо вспомнить основные факторы, влияющие на скорость химической реакции. Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций исходных веществ (реагентов), взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам.
Важное правило: изменение концентрации вещества влияет на скорость реакции только в том случае, если это вещество является реагентом (находится в левой части уравнения) и находится в растворенном (р-р) или газообразном (г) состоянии. Изменение концентрации продуктов реакции или твердых реагентов на скорость прямой реакции не влияет.
Разберем каждое уравнение из предложенного списка:
1) CO2(г) + H2O(ж) ⇄ H2CO3(р-р)
В этой реакции кислота (угольная кислота H2CO3) является продуктом. Изменение концентрации продукта не влияет на скорость прямой реакции. Данный вариант не подходит.
2) PCl5(тв) + 4H2O(ж) = 5HCl(р-р) + H3PO4(р-р)
Здесь кислоты (соляная HCl и фосфорная H3PO4) также являются продуктами реакции. Их концентрация не определяет скорость взаимодействия хлорида фосфора с водой. Данный вариант не подходит.
3) Mg(тв) + 2HCl(р-р) = MgCl2(р-р) + H2(г)
В этой реакции соляная кислота (HCl) является реагентом и находится в растворе. При увеличении концентрации кислоты число столкновений частиц реагентов в единицу времени возрастет, что приведет к увеличению скорости реакции. Данный вариант подходит.
4) Zn(тв) + 2H+(р-р) = Zn2+(р-р) + H2(г)
Это уравнение представляет собой сокращенное ионное уравнение взаимодействия цинка с сильной кислотой. Ионы водорода H+ — это активная часть кислоты-реагента. Изменение их концентрации (то есть кислотности среды) напрямую влияет на скорость процесса. Данный вариант подходит.
5) Cu(OH)2(тв) + 2H+(р-р) = Cu2+(р-р) + 2H2O(ж)
Аналогично предыдущему случаю, ионы H+ являются реагентом (представляют кислоту в ионном виде). Реакция протекает между твердым гидроксидом меди и раствором кислоты. Скорость такой гетерогенной реакции зависит от концентрации жидкого реагента — кислоты. Данный вариант подходит.
Таким образом, изменение концентрации кислоты влияет на скорость в реакциях под номерами 3, 4 и 5.
Ответ: 345
Источник: ФИПИ