Задание №18 — Теоретические основы химии

Решение.

Для решения этой задачи необходимо проанализировать, как каждое из предложенных воздействий влияет на скорость химической реакции между твердым железом и раствором серной кислоты. Уравнение реакции:
Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑

Разберем каждый пункт по порядку:

1) Понижение температуры. Согласно правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса, при понижении температуры скорость практически всех химических реакций уменьшается, так как снижается кинетическая энергия молекул и число активных столкновений. Это воздействие нам не подходит.

2) Увеличение концентрации кислоты. Серная кислота является реагентом в данной реакции. Скорость гетерогенной реакции прямо зависит от концентрации веществ, находящихся в жидкой или газообразной фазе. Чем выше концентрация ионов водорода (H⁺) в растворе, тем чаще они сталкиваются с поверхностью железа, что приводит к увеличению скорости реакции. Это верное утверждение.

3) Использование ингибитора. Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химическую реакцию или полностью ее прекращают. Использование ингибитора приведет к уменьшению скорости, а не к ее увеличению. Это воздействие нам не подходит.

4) Повышение давления. Давление оказывает существенное влияние на скорость реакции только в том случае, если в системе среди исходных веществ есть газы. В данной реакции реагентами являются твердое железо (Fe) и раствор кислоты (H₂SO₄). Жидкости и твердые тела практически несжимаемы, поэтому изменение давления не изменит скорость этой реакции. Это воздействие нам не подходит.

5) Повышение температуры. При повышении температуры увеличивается средняя кинетическая энергия частиц, они начинают двигаться быстрее, и число эффективных столкновений между частицами реагентов резко возрастает. Это всегда приводит к увеличению скорости химической реакции. Это верное утверждение.

Таким образом, к увеличению скорости реакции приводят факторы под номерами 2 и 5.

Ответ: 25

Источник: ФИПИ