Задание №18 — Теоретические основы химии

К списку заданий

Задание №18

Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые оказывают влияние на скорость реакции:

Fe₍_тв_.) + 2H⁺_(p-p) = Fe²⁺_(p-p) + H₂₍_г₎

1) повышение температуры

2) разбавление раствора кислоты

3) использование порошка железа вместо гранул железа

4) увеличение концентрации кислоты в растворе

5) повышение давления

Запишите номера выбранных ответов.

Правильный ответ

1234

Пояснение

Решение.

Для того чтобы правильно выбрать факторы, влияющие на скорость химической реакции, проанализируем уравнение процесса:
Fe (тв.) + 2H⁺ (р-р) → Fe²⁺ (р-р) + H₂ (г)↑

Данная реакция является гетерогенной, так как реагенты находятся в разных агрегатных состояниях: железо — твердое вещество, ионы водорода (кислота) — в растворе.

Разберем каждое воздействие из предложенного списка:

1) Повышение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и теории активации, при повышении температуры увеличивается кинетическая энергия частиц и число эффективных столкновений. Это приводит к увеличению скорости практически любой химической реакции (как экзо-, так и эндотермической). Подходит.

2) Разбавление раствора кислоты. При добавлении воды (разбавлении) концентрация ионов H⁺ в растворе уменьшается. Скорость реакции прямо зависит от концентрации реагирующих веществ в растворе. Следовательно, скорость реакции уменьшится. Поскольку воздействие влияет на скорость, этот вариант подходит.

3) Использование порошка железа вместо гранул железа. Для гетерогенных реакций (твердое вещество + жидкость/газ) скорость зависит от площади поверхности соприкосновения реагентов. Порошок имеет гораздо большую суммарную площадь поверхности, чем крупные гранулы, поэтому реакция пойдет быстрее. Подходит.

4) Увеличение концентрации кислоты в растворе. Согласно закону действующих масс, скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ (в данном случае — ионов водорода в степени их коэффициента). Увеличение концентрации H⁺ приведет к ускорению реакции. Подходит.

5) Повышение давления. Давление оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если среди исходных веществ (реагентов) есть газы. В данной реакции реагенты — твердое железо и раствор кислоты. Продукт реакции (водород) является газом, но давление влияет на скорость прямой реакции только через сжатие газообразных реагентов. В данном случае газов в левой части уравнения нет, поэтому изменение давления практически не влияет на скорость процесса. Не подходит.

Таким образом, на скорость данной реакции влияют факторы под номерами 1, 2, 3 и 4.

Ответ: 1234

Источник: ФИПИ

НазадЗадание №18Далее