Задание №18 — Теоретические основы химии
Из предложенного перечня выберите уравнения всех реакций,
для которых увеличение концентрации хлороводорода не приведёт
к увеличению скорости реакции.
Правильный ответ
12
Пояснение
Решение.
Для решения этой задачи необходимо вспомнить основные закономерности химической кинетики. Скорость химической реакции зависит от концентрации только тех веществ, которые являются исходными реагентами. Увеличение концентрации продуктов реакции, как правило, не влияет на скорость прямой реакции (если процесс не является обратимым и мы не рассматриваем смещение равновесия, но в задачах на скорость под "скоростью реакции" подразумевается именно скорость прямого процесса).
Разберем каждое уравнение из списка:
1) Cl2(г) + H2O(ж) ⇄ HCl(р-р) + HClO(р-р)
В данной реакции хлороводород (HCl) является продуктом. Скорость прямой реакции зависит от концентрации хлора и воды, но не от концентрации образующихся кислот. Следовательно, увеличение концентрации HCl не приведет к увеличению скорости этой реакции. Подходит.
2) PCl5(тв) + 4H2O(ж) → 5HCl(р-р) + H3PO4(р-р)
Здесь хлороводород (HCl) также является продуктом реакции гидролиза хлорида фосфора(V). Скорость этой гетерогенной реакции зависит от площади поверхности твердого PCl5 и концентрации воды, но не от концентрации продуктов. Подходит.
3) 2Al(тв) + 6HCl(р-р) → 2AlCl3(р-р) + 3H2(г)
В этом уравнении хлороводород является реагентом. Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ в растворе. Увеличение концентрации HCl приведет к ускорению взаимодействия с алюминием. Не подходит.
4) Mg(тв) + 2H+(р-р) → Mg2+(р-р) + H2(г)
Это сокращенное ионное уравнение реакции магния с сильной кислотой (например, с HCl). Ионы H+ здесь являются реагентом. Так как хлороводород в воде полностью диссоциирует (HCl → H+ + Cl−), увеличение концентрации HCl означает увеличение концентрации ионов H+, что напрямую ускоряет реакцию. Не подходит.
5) Mg(OH)2(тв) + 2H+(р-р) → Mg2+(р-р) + 2H2O(ж)
Аналогично предыдущему случаю, ионы H+ являются реагентом. Увеличение концентрации хлороводорода повышает концентрацию протонов в растворе, что увеличивает скорость растворения гидроксида магния. Не подходит.
Таким образом, увеличение концентрации хлороводорода не влияет на скорость реакций 1 и 2, так как в них он является продуктом.
Ответ: 12
Источник: ФИПИ