Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для того чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо вспомнить, как давление влияет на скорость химической реакции. Согласно кинетическим закономерностям, изменение давления оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если в системе среди исходных веществ (реагентов) присутствуют газообразные вещества.

При увеличении давления частицы газа сжимаются в меньшем объеме, их концентрация возрастает, столкновения между молекулами происходят чаще, и скорость реакции увеличивается. Если же среди реагентов только твердые вещества или растворы, давление практически не влияет на скорость процесса.

Разберем каждое уравнение из предложенного списка:

1. 2 KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2 H₂O
   В этой реакции взаимодействуют два раствора (щелочь и кислота). Газообразных веществ в левой части уравнения нет. Увеличение давления не повлияет на скорость этой реакции.
2. 2 P + 5 Cl₂(г) = 2 PCl₅
   В левой части уравнения находится газообразный хлор (Cl₂). Поскольку один из реагентов — газ, увеличение давления приведет к росту его концентрации и, следовательно, к увеличению скорости реакции. Это верное утверждение.
3. Fe₂O₃ + H₂ = 2 FeO + H₂O
   В данной реакции оксид железа (твердое вещество) реагирует с водородом (H₂), который является газом. Наличие газообразного реагента означает, что скорость реакции напрямую зависит от давления. При повышении давления скорость возрастет. Это верное утверждение.
4. Ca + 2 H₂O(ж) = Ca(OH)₂ + H₂
   Здесь твердый кальций реагирует с жидкой водой. В правой части выделяется газ (водород), но для скорости реакции важно агрегатное состояние именно исходных веществ. Среди реагентов газов нет, поэтому давление не влияет на скорость.
5. Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
   Это реакция замещения в растворе: твердое железо вытесняет медь из раствора соли. Газообразные вещества в левой части отсутствуют. Увеличение давления не изменит скорость процесса.

Таким образом, увеличение давления приведет к увеличению скорости реакций под номерами 2 и 3, так как в них участвуют газообразные реагенты (хлор и водород соответственно).

Ответ: 23

Источник: ФИПИ