Номер 8, страница 45 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

8. С наибольшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция между

1) кислородом и водородом

2) железом и раствором серной кислоты

3) этиловым спиртом и натрием

4) растворами сульфата меди(II) и гидроксида калия

Ответ: $$

Поясните свой выбор. ________.

Для того чтобы определить, какая из предложенных реакций протекает с наибольшей скоростью при комнатной температуре, необходимо проанализировать тип каждой реакции и природу взаимодействующих веществ. Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов, включая агрегатное состояние реагентов, их химическую активность и энергию активации реакции.

1) кислородом и водородом

Уравнение реакции: $2H_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2H_2O(ж)$. Эта реакция между двумя газами является гомогенной. Однако она имеет очень высокую энергию активации, так как для ее начала необходимо разорвать прочные ковалентные связи в молекулах водорода ($H-H$) и кислорода ($O=O$). При комнатной температуре без внешнего воздействия (например, искры, нагревания или катализатора) эта реакция протекает с пренебрежимо малой, практически нулевой скоростью.

2) железом и раствором серной кислоты

Уравнение реакции: $Fe(тв) + H_2SO_4(раств) \rightarrow FeSO_4(раств) + H_2(г)\uparrow$. Это гетерогенная реакция, протекающая на границе раздела фаз "твердое тело - жидкость". Ее скорость зависит от площади поверхности железа и концентрации кислоты. Реакция идет при комнатной температуре с заметной скоростью (выделяются пузырьки водорода), но она не является мгновенной.

3) этиловым спиртом и натрием

Уравнение реакции: $2C_2H_5OH(ж) + 2Na(тв) \rightarrow 2C_2H_5ONa(раств) + H_2(г)\uparrow$. Это также гетерогенная реакция. Натрий является очень активным металлом, поэтому реакция протекает довольно энергично при комнатной температуре, быстрее, чем взаимодействие железа с кислотой. Тем не менее, скорость ограничена площадью поверхности твердого натрия.

4) растворами сульфата меди(II) и гидроксида калия

Уравнение реакции: $CuSO_4(раств) + 2KOH(раств) \rightarrow Cu(OH)_2(тв)\downarrow + K_2SO_4(раств)$. Это реакция ионного обмена, протекающая в растворе. В ионной форме она выглядит так: $Cu^{2+}(раств) + 2OH^-(раств) \rightarrow Cu(OH)_2(тв)\downarrow$. Реакции между ионами в растворах обычно имеют очень низкую энергию активации, поскольку реагирующие частицы (ионы) уже находятся в свободном, подвижном состоянии и им нужно лишь столкнуться. Такие реакции протекают практически мгновенно при смешивании растворов, что проявляется в немедленном выпадении голубого осадка гидроксида меди(II).

Поясните свой выбор.

Сравнивая все варианты, можно заключить, что реакция ионного обмена между растворами сульфата меди(II) и гидроксида калия является самой быстрой. Реакции с участием твердых веществ (гетерогенные, варианты 2 и 3) протекают медленнее, так как их скорость лимитирована поверхностью контакта реагентов. Реакция между водородом и кислородом (вариант 1) при комнатной температуре практически не идет из-за высокой энергии активации. Ионные реакции в растворах, как правило, являются самыми быстрыми из рассматриваемых типов химических взаимодействий.

Ответ: 4