Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи необходимо сравнить скорость предложенных реакций со скоростью эталонной реакции: взаимодействия оксида цинка (твердое вещество) с раствором уксусной кислоты (слабая кислота). Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их агрегатного состояния и силы электролитов.

Эталонная реакция: ZnO (тв.) + 2CH₃COOH (р-р) → (CH₃COO)₂Zn + H₂O. Это гетерогенная реакция (твердое + жидкость) с участием слабой кислоты.

Разберем предложенные варианты:

1. Взаимодействие растворов гидроксида натрия и уксусной кислоты. Уравнение: NaOH (р-р) + CH₃COOH (р-р) → CH₃COONa + H₂O. Это гомогенная реакция (раствор + раствор). Реакции между растворенными веществами протекают значительно быстрее, чем гетерогенные реакции с твердыми веществами, так как площадь соприкосновения реагентов в растворе максимальна. Утверждение верно.
2. Взаимодействие оксида цинка с соляной кислотой. Уравнение: ZnO (тв.) + 2HCl (р-р) → ZnCl₂ + H₂O. Обе реакции гетерогенные и идут с одним и тем же оксидом. Однако соляная кислота (HCl) является сильной кислотой, а уксусная — слабой. Концентрация ионов водорода в растворе сильной кислоты выше, поэтому реакция с HCl пойдет быстрее. Утверждение верно.
3. Взаимодействие оксида цинка с раствором масляной кислоты. Уравнение: ZnO (тв.) + 2C₃H₇COOH (р-р) → (C₃H₇COO)₂Zn + H₂O. Масляная кислота, как и уксусная, является слабой органической кислотой. С увеличением углеводородного радикала в гомологическом ряду предельных одноосновных кислот их сила (способность к диссоциации) и химическая активность в водных растворах несколько снижаются. Скорость будет меньше или сопоставима, но не больше. Утверждение неверно.
4. Взаимодействие растворов сульфида натрия и уксусной кислоты. Уравнение: Na₂S (р-р) + 2CH₃COOH (р-р) → 2CH₃COONa + H₂S↑. Это гомогенная реакция (раствор + раствор). Как и в первом случае, взаимодействие двух растворов происходит практически мгновенно по сравнению с растворением твердого оксида. Утверждение верно.
5. Взаимодействие растворов гидроксида бария и азотной кислоты. Уравнение: Ba(OH)₂ (р-р) + 2HNO₃ (р-р) → Ba(NO₃)₂ + 2H₂O. Это реакция нейтрализации между сильным основанием (щелочью) и сильной кислотой в растворе. Гомогенные реакции между сильными электролитами протекают с очень высокой скоростью (практически мгновенно). Это значительно быстрее, чем реакция твердого оксида со слабой кислотой. Утверждение верно.

Таким образом, реакции 1, 2, 4 и 5 протекают быстрее, чем исходная.

Ответ: 1245

Источник: ФИПИ