18. Скорость реакции: все задания

Скорость реакции железа с серной кислотой увеличивается при повышении концентрации реагента (больше частиц кислоты — больше эффективных столкновений) и при увеличении площади поверхности металла (измельчение железа ускоряет реакцию). Повышение давления практически не влияет (нет газов в исходной системе), ингибитор замедляет реакцию, а понижение температуры снижает скорость.

Скорость реакции $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$ зависит от концентрации раствора (разбавление уменьшает концентрацию и замедляет реакцию), температуры (при повышении температура ускоряет реакцию) и площади поверхности железа (порошок реагирует быстрее, чем проволока, значит изменение формы влияет на скорость). Давление не влияет, так как газов нет, а добавление продукта реакции ($FeSO_4$) в школьной модели не рассматривается как фактор, изменяющий скорость.

Скорость реакции $CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O$ увеличивается при увеличении площади поверхности твёрдого вещества (измельчение $CuO$) и при повышении концентрации кислоты (больше эффективных столкновений). Добавление воды разбавляет раствор и замедляет реакцию, давление не влияет (газы отсутствуют), понижение температуры уменьшает скорость.

Скорость реакции $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$ зависит от концентрации кислоты (её изменение влияет на частоту столкновений), температуры (её повышение ускоряет реакцию) и концентрации раствора (добавление воды изменяет концентрацию и влияет на скорость). Давление не влияет (реакция идёт в растворе), индикатор не участвует в реакции. 

Скорость реакции $H_2 + S \rightarrow H_2S$ увеличивается при повышении давления (для газообразного водорода возрастает концентрация), увеличении концентрации водорода и повышении температуры (ускорение движения частиц). Увеличение концентрации продукта ($H_2S$) не ускоряет прямую реакцию, а понижение температуры замедляет её.

Скорость реакции металлов с веществами, содержащими группу $-OH$, возрастает при увеличении активности металла и кислотности вещества. Вода реагирует с натрием быстрее, чем этанол, из-за большей кислотности; калий активнее натрия, поэтому с этанолом реагирует быстрее. Более длинные или вторичные спирты (пропанол-2, бутанол-1) реагируют медленнее, а кальций менее активен, чем натрий.

В реакции железа с хлором скорость увеличивается при повышении давления, так как хлор является газом и его концентрация возрастает, а также при повышении температуры, потому что увеличивается число эффективных столкновений частиц. Использование ингибитора замедляет реакцию, уменьшение концентрации хлора тоже снижает скорость, понижение температуры также замедляет процесс..

Повышение давления увеличивает скорость только тех реакций, в которых среди исходных веществ есть газы, потому что возрастает их концентрация. В реакциях 1, 2 и 4 газообразные реагенты присутствуют, поэтому скорость увеличивается. В реакции 3 исходное вещество твёрдое, а в реакции 5 исходное вещество жидкое, следовательно, повышение давления не приводит к увеличению скорости этих реакций.

В реакции железа с хлором скорость увеличивается при повышении давления, так как хлор является газом и его концентрация возрастает, а также при повышении температуры, потому что увеличивается число эффективных столкновений частиц. Использование ингибитора замедляет реакцию, уменьшение концентрации хлора тоже снижает скорость, понижение температуры также замедляет процесс.

Скорость реакции $4Fe + 3O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3$ увеличивается при повышении давления (увеличивается концентрация кислорода), увеличении площади поверхности железа (порошок реагирует быстрее) и при повышении температуры. Понижение концентрации кислорода и температуры уменьшает скорость реакции. 

Скорость реакции $2Fe + 3Br_2 \rightarrow 2FeBr_3$ увеличивается при увеличении площади поверхности твёрдого вещества (измельчение железа ускоряет взаимодействие) и при повышении температуры (возрастает энергия и число эффективных столкновений). Давление практически не влияет (бром — жидкость), ингибитор замедляет реакцию.

Скорость реакции $Zn + 2KOH + 2H_2O \rightarrow K_2[Zn(OH)_4] + H_2$ увеличивается при повышении концентрации щёлочи (больше частиц реагента) и при повышении температуры. Давление не оказывает существенного влияния (реакция в растворе), индикатор не влияет, понижение температуры замедляет процесс.

Повышение давления влияет на скорость реакций только в случае газообразных веществ, так как изменяется их концентрация. В данном перечне газами являются $Cl_2$ и $H_2$, следовательно, именно их взаимодействие будет зависеть от давления. Твёрдые вещества и растворы практически не реагируют на изменение давления.

Скорость реакции $C_3H_6 + H_2 \rightarrow C_3H_8$ увеличивается при повышении концентрации водорода и при повышении давления (оба реагента — газы, их концентрация возрастает). Понижение температуры и уменьшение концентрации замедляют реакцию, ингибитор также снижает скорость.

Скорость реакции $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$ увеличивается при повышении давления (возрастает концентрация газообразного $Cl_2$) и при увеличении площади поверхности железа (измельчение ускоряет реакцию). Разбавление хлора снижает его концентрацию, ингибитор замедляет процесс, понижение температуры уменьшает скорость.

Скорость реакции $Zn + F_2 \rightarrow ZnF_2$ уменьшается при понижении давления (снижается концентрация газообразного $F_2$), при уменьшении концентрации фтора и при уменьшении площади поверхности твёрдого вещества (гранулы реагируют медленнее, чем порошок). Повышение давления и температуры, наоборот, ускоряют реакцию.

Скорость реакции металлов с кислотами зависит от активности металла и силы кислоты. Магний активнее цинка, поэтому с уксусной кислотой реагирует быстрее; соляная кислота сильнее уксусной, поэтому цинк с $HCl$ реагирует быстрее; магний с $HCl$ — ещё быстрее. Реакция нейтрализации $NaOH$ и уксусной кислоты протекает очень быстро (ионный процесс). Свинец менее активен, чем цинк, поэтому реагирует медленнее.

Скорость реакции $Cu + Cl_2 \rightarrow CuCl_2$ увеличивается при повышении давления (увеличивается концентрация газообразного $Cl_2$) и при повышении температуры (возрастает число эффективных столкновений). Ингибитор замедляет реакцию, понижение давления и концентрации хлора уменьшают скорость.

Повышение давления увеличивает скорость реакций, в которых среди реагентов есть газообразные вещества, так как возрастает их концентрация. В реакции получения метанола из синтез-газа реагируют газы $CO$ и $H_2$, поэтому скорость увеличивается. Во взаимодействии кремния со фтором один из реагентов — газ $F_2$, поэтому скорость тоже возрастает. При гидрировании триолеата глицерина участвует газообразный водород, следовательно, давление также влияет на скорость. При обжиге сульфида цинка реагирует кислород воздуха, значит повышение давления увеличивает скорость и этой реакции. Во взаимодействии оксида кремния с гидроксидом натрия газообразных реагентов нет, поэтому давление несущественно.