Номер 1, страница 120 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 15. Время в химии. Скорость химических реакций. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 1, страница 120.

Условие.

1. Перечислите основные факторы (не меньше трёх), от которых зависит скорость химических реакций.

Решение.

Решение 2.

Скорость химической реакции — это изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени. Она зависит от нескольких ключевых факторов:

Природа реагирующих веществ

Разные вещества обладают разной химической активностью, что напрямую влияет на скорость реакции. Это связано с особенностями их электронного строения, а также с прочностью химических связей, которые необходимо разорвать в исходных веществах, и энергией, которая выделяется при образовании новых связей в продуктах. Например, реакция активных щелочных металлов (натрий, калий) с водой протекает очень бурно, практически мгновенно, в то время как реакция железа с водой (ржавление) идет очень медленно и может длиться годами.

Концентрация реагентов

Согласно закону действующих масс, скорость гомогенной реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. С увеличением концентрации реагентов растет число частиц в единице объема, что приводит к увеличению частоты их столкновений. Чем чаще частицы сталкиваются, тем больше вероятность эффективных столкновений, приводящих к химическому превращению. Для реакций с участием газов аналогичную роль играет давление: повышение давления увеличивает концентрацию газообразных реагентов и, следовательно, скорость реакции.

Температура

Повышение температуры значительно увеличивает скорость большинства химических реакций. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, при повышении температуры увеличивается кинетическая энергия частиц, они начинают двигаться быстрее, что ведет к более частым столкновениям. Во-вторых, и это более важный фактор, растет доля «активных» молекул — тех, чья энергия достаточна для преодоления энергетического барьера реакции (энергии активации). Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10°C скорость многих реакций возрастает в 2–4 раза.

Площадь поверхности соприкосновения реагентов

Этот фактор имеет решающее значение для гетерогенных реакций, в которых реагенты находятся в разных агрегатных состояниях (например, твердое вещество и жидкость, или твердое вещество и газ). Реакция происходит только на границе раздела фаз. Увеличение площади этой поверхности (например, путем измельчения твердого реагента до состояния порошка) приводит к увеличению числа частиц, способных одновременно участвовать в реакции, и, как следствие, к резкому росту ее скорости. Например, сахарная пудра растворяется в воде гораздо быстрее, чем кусок сахара-рафинада той же массы.

Наличие катализатора или ингибитора

Катализаторы — это вещества, которые увеличивают скорость реакции, но сами при этом не расходуются. Они действуют, предоставляя альтернативный маршрут реакции с более низкой энергией активации. Это позволяет большему числу молекул преодолеть энергетический барьер при той же температуре, что и приводит к ускорению реакции. Вещества, которые замедляют химические реакции, называются ингибиторами. Они, как правило, повышают энергию активации или блокируют активные центры.

Ответ: Основные факторы, от которых зависит скорость химических реакций: природа реагирующих веществ, их концентрация (или давление для газов), температура, площадь поверхности соприкосновения реагентов (для гетерогенных систем), а также наличие и природа катализатора или ингибитора.