Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения задачи проанализируем уравнение реакции синтеза аммиака из простых веществ:
N₂(г) + 3H₂(г) ⇄ 2NH₃(г) + Q

Скорость химической реакции зависит от частоты столкновений частиц реагентов и их энергии. Чтобы скорость реакции уменьшилась, необходимо снизить интенсивность этих столкновений.

Разберем каждое из предложенных воздействий:

1. Повышение давления в системе. Поскольку в реакции участвуют газы, повышение давления приводит к уменьшению объема системы и сближению молекул. Концентрация реагентов растет, число столкновений увеличивается, и скорость реакции возрастает. Это нам не подходит.
2. Увеличение концентрации водорода. Водород (H₂) является исходным веществом (реагентом). Согласно закону действующих масс, при увеличении концентрации реагента скорость прямой реакции возрастает. Это нам не подходит.
3. Использование катализатора. Катализатор снижает энергию активации реакции, позволяя большему числу молекул вступить во взаимодействие. Это всегда увеличивает скорость реакции. Это нам не подходит.
4. Уменьшение концентрации азота. Азот (N₂) — это реагент. Если мы убираем часть молекул азота из зоны реакции, столкновения между азотом и водородом будут происходить реже. Следовательно, скорость реакции уменьшится. Это верное утверждение.
5. Понижение температуры. При охлаждении снижается средняя кинетическая энергия молекул. Они начинают двигаться медленнее, и число эффективных столкновений (тех, что приводят к реакции) резко падает. Понижение температуры всегда уменьшает скорость любой химической реакции. Это верное утверждение.

Таким образом, к уменьшению скорости реакции приводят воздействия под номерами 4 и 5.

Ответ: 45

Источник: ФИПИ