Номер 6, страница 142 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 20. Скорость химических реакций - номер 6, страница 142.

Условие.

6. Какая из реакций при одинаковых условиях протекает с большей скоростью?

а) $4P + 5O_2 = 2P_2O_5$

б) $3H_2 + N_2 = 2NH_3$

в) $2NaOH + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + 2H_2O$

г) $CH_3COOH + C_2H_5OH \rightarrow CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Решение.

Решение 2.

Решение

Скорость химической реакции при одинаковых условиях (температура, давление, концентрация) определяется в первую очередь природой реагирующих веществ. Проанализируем каждый из предложенных процессов.

а) $4P + 5O_2 = 2P_2O_5$

Это гетерогенная реакция, протекающая на границе раздела фаз (твердое вещество и газ). Скорость таких реакций, как правило, ниже, чем у гомогенных, и зависит от площади поверхности твердого реагента. Реакция горения может протекать быстро, но обычно требует инициирования (нагревания) и не является мгновенной.

б) $3H_2 + N_2 = 2NH_3$

Это гомогенная газовая реакция. Однако молекула азота ($N_2$) содержит очень прочную тройную связь ($N \equiv N$), для разрыва которой требуется значительная энергия. Из-за высокой энергии активации эта реакция при обычных условиях протекает чрезвычайно медленно.

в) $2NaOH + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + 2H_2O$

Это реакция ионного обмена (нейтрализация) в водном растворе. Сильные электролиты — гидроксид натрия и серная кислота — в растворе уже диссоциированы на ионы ($Na^+$, $OH^-$, $2H^+$, $SO_4^{2-}$). Взаимодействие происходит между ионами водорода и гидроксид-ионами: $H^+ + OH^- = H_2O$. Реакции между ионами в растворах протекают с очень большой скоростью, практически мгновенно, так как их энергия активации близка к нулю.

г) $CH_3COOH + C_2H_5OH \rightarrow CH_3COOC_2H_5 + H_2O$

Это реакция этерификации — взаимодействие между молекулами органических веществ. Она протекает с разрывом старых и образованием новых ковалентных связей. Такие процессы, как правило, медленные и обратимые. Для их ускорения обычно требуется нагревание и использование катализаторов.

Сравнивая все четыре варианта, можно с уверенностью сказать, что реакция нейтрализации (в) будет самой быстрой, так как является ионной реакцией в растворе.

Ответ: в.