Задание №18 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые приводят к уменьшению скорости реакции, протекающей по схеме
CO32–(р-р) + 2H+(p-p) = CO2(г) + H2O(ж)
Правильный ответ
124
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи необходимо проанализировать, как каждое из предложенных воздействий влияет на скорость химической реакции. Исходное уравнение:
CO32− (р-р) + 2H+ (р-р) → CO2 (г) + H2O (ж)
Разберем каждый пункт по порядку:
1) Понижение температуры раствора.
Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при понижении температуры кинетическая энергия молекул уменьшается, число эффективных столкновений между частицами падает. Это всегда приводит к уменьшению скорости любой химической реакции (как экзо-, так и эндотермической). Данное воздействие нам подходит.
2) Добавление воды.
Добавление воды в раствор приводит к увеличению его объема. Поскольку количество растворенных веществ (ионов CO32− и H+) остается прежним, их молярная концентрация (количество вещества в единице объема) уменьшается. Скорость гомогенной реакции прямо пропорциональна концентрации реагентов. Следовательно, скорость реакции уменьшится. Данное воздействие нам подходит.
3) Использование индикатора.
Индикаторы (например, лакмус или метилоранж) — это вещества, которые меняют свой цвет в зависимости от среды, но сами практически не расходуются и не являются катализаторами или ингибиторами для данной реакции. Введение индикатора не влияет на скорость процесса. Данное воздействие нам не подходит.
4) Уменьшение исходной концентрации кислоты.
Ионы H+ в уравнении — это реагенты (поступают от кислоты). Согласно закону действующих масс, скорость реакции зависит от концентрации исходных веществ. Если мы уменьшим концентрацию ионов водорода, число столкновений между реагентами в единицу времени сократится, что приведет к уменьшению скорости реакции. Данное воздействие нам подходит.
5) Понижение давления.
Давление оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если среди исходных веществ (реагентов) есть газы. В данной реакции реагентами являются ионы в растворе (жидкая фаза). Продукт реакции (CO2) является газом, но изменение давления над раствором практически не влияет на скорость взаимодействия ионов в самом растворе. Скорость не изменится. Данное воздействие нам не подходит.
Таким образом, к уменьшению скорости реакции приводят воздействия под номерами 1, 2 и 4.
Ответ: 124
Источник: ФИПИ