Задача:
Для того, чтобы увеличить скорость реакции \(2H_{2(г)} + O_{2(г)} = 2H_2O_{(ж)}\), необходимо (выберите все возможные варианты):
Варианты ответов:
- добавить катализатор
- понизить температуру
- повысить давление
- добавить ингибитор
- увеличить концентрацию \(H_2\)
- понизить давление
Решение:
Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов. Рассмотрим каждый из предложенных вариантов применительно к реакции образования воды из водорода и кислорода:
\[2H_{2(г)} + O_{2(г)} = 2H_2O_{(ж)}\]
1. Добавить катализатор: Катализаторы — это вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, не расходуясь в процессе реакции. Они снижают энергию активации реакции. Следовательно, добавление катализатора увеличит скорость реакции.
2. Понизить температуру: При понижении температуры уменьшается кинетическая энергия молекул, что приводит к уменьшению числа эффективных столкновений между ними. Это замедляет реакцию. Чтобы увеличить скорость, температуру нужно повышать.
3. Повысить давление: Реакция протекает между газообразными веществами (\(H_2\) и \(O_2\)). Повышение давления для газообразных реагентов приводит к увеличению их концентрации (числа молекул в единице объема). Это увеличивает частоту столкновений между молекулами реагентов и, как следствие, увеличивает скорость реакции.
4. Добавить ингибитор: Ингибиторы — это вещества, которые замедляют или полностью останавливают химические реакции. Добавление ингибитора уменьшит скорость реакции.
5. Увеличить концентрацию \(H_2\): Согласно закону действующих масс, скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам. Увеличение концентрации одного из реагентов (в данном случае \(H_2\)) приведет к увеличению числа столкновений между молекулами реагентов и, соответственно, к увеличению скорости реакции.
6. Понизить давление: Как было сказано выше, понижение давления для газообразных реагентов уменьшает их концентрацию, что приводит к уменьшению частоты столкновений и замедлению реакции.
Вывод:
Для увеличения скорости реакции \(2H_{2(г)} + O_{2(г)} = 2H_2O_{(ж)}\) необходимо:
- добавить катализатор
- повысить давление
- увеличить концентрацию \(H_2\)
Правильные варианты ответов:
1. добавить катализатор
3. повысить давление
5. увеличить концентрацию \(H_2\)