Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для начала составим уравнение химической реакции горения метана:
CH₄(г) + 2O₂(г) → CO₂(г) + 2H₂O(г) + Q

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ и внешних условий. Разберем каждый фактор из предложенного списка, чтобы понять, как он влияет на скорость данного процесса:

1. Уменьшение концентрации кислорода. Кислород (O₂) является исходным веществом (реагентом). Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов. Следовательно, при уменьшении концентрации кислорода число столкновений между молекулами метана и кислорода снижается, что ведет к уменьшению скорости реакции. Этот вариант подходит.
2. Уменьшение концентрации углекислого газа. Углекислый газ (CO₂) является продуктом реакции. Изменение концентрации продуктов (если реакция не является обратимой и мы не рассматриваем смещение равновесия) практически не влияет на скорость прямой реакции. В данном контексте это не приводит к уменьшению скорости горения.
3. Уменьшение концентрации метана. Метан (CH₄) — это основной реагент. Как и в случае с кислородом, снижение концентрации исходного вещества приводит к уменьшению скорости химической реакции. Этот вариант подходит.
4. Понижение давления в системе. В реакции участвуют газообразные вещества (метан и кислород). Понижение давления в системе для газов эквивалентно увеличению объема и, как следствие, уменьшению молярной концентрации всех газообразных компонентов. Так как концентрация реагентов падает, скорость реакции уменьшается. Этот вариант подходит.
5. Понижение температуры. При понижении температуры снижается кинетическая энергия молекул. Молекулы начинают двигаться медленнее, и количество эффективных столкновений (тех, что приводят к химическому превращению) резко сокращается. Согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса, охлаждение всегда ведет к уменьшению скорости химической реакции. Этот вариант подходит.

Таким образом, факторами, замедляющими реакцию, являются 1, 3, 4 и 5.

Ответ: 1345

Источник: ФИПИ