Номер A, страница 56 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

2. Какие реакции называются каталитическими?

3. Что такое ингибиторы и промоторы? Как они влияют на скорость реакции?

4. Как повлияет перемешивание растворов реагирующих веществ на скорость химической реакции? И почему?

5. Составьте синквейн к словам «катализаторы» и «ингибиторы»:

имя

существительное

два прилагательных

три глагола

предложение из четырех слов

синоним или метафора

1. Скорость химической реакции определяется совокупностью факторов, влияющих на частоту и энергию столкновений реагирующих частиц. Ключевые факторы:

• Природа реагирующих веществ: Химическая активность веществ, определяемая их электронным строением и прочностью связей, является исходным фактором. Например, натрий бурно реагирует с водой, а железо — очень медленно.

• Концентрация: Повышение концентрации реагентов (для растворов и газов) увеличивает количество частиц в единице объема, что приводит к росту числа столкновений и, следовательно, к увеличению скорости реакции.

• Температура: Увеличение температуры повышает кинетическую энергию частиц. Это не только увеличивает частоту столкновений, но и, что более важно, резко увеличивает долю эффективных столкновений, обладающих достаточной энергией для преодоления активационного барьера.

• Давление (для газов): Увеличение давления для газофазных реакций аналогично увеличению концентрации — оно сближает молекулы и увеличивает частоту их столкновений.

• Площадь поверхности соприкосновения: Для гетерогенных реакций (протекающих на границе раздела фаз) скорость прямо пропорциональна площади этой поверхности. Измельчение твердого реагента увеличивает площадь контакта и скорость реакции.

• Катализаторы и ингибиторы: Катализаторы ускоряют реакции, предоставляя альтернативный реакционный путь с более низкой энергией активации. Ингибиторы, напротив, замедляют реакции.

Ответ: Основные факторы, влияющие на скорость химической реакции: природа реагентов, их концентрация, температура, давление (для газов), площадь поверхности соприкосновения и наличие катализаторов или ингибиторов.

2. Каталитическими называют реакции, скорость которых изменяется под действием катализаторов. Катализатор — это вещество, которое участвует в реакции, изменяет её скорость (чаще всего ускоряет), но по окончании реакции остается неизменным количественно и химически. Действие катализатора заключается в снижении энергии активации ($E_a$) реакции за счет образования промежуточных, менее энергетически затратных комплексов с реагентами. Реакция идет по новому, более легкому пути. Различают гомогенный катализ (катализатор и реагенты в одной фазе) и гетерогенный катализ (катализатор и реагенты в разных фазах). Примером служит каталитическое разложение пероксида водорода: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$.

Ответ: Каталитические реакции — это химические реакции, протекающие с участием катализаторов — веществ, которые изменяют скорость реакции, но не входят в состав конечных продуктов.

3. Ингибиторы (отрицательные катализаторы) — это вещества, которые замедляют скорость химической реакции. Механизм их действия может быть различным: они могут повышать энергию активации, реагировать с одним из реагентов, дезактивировать катализатор («каталитические яды») или связывать активные промежуточные продукты. Ингибиторы широко применяются на практике для предотвращения нежелательных процессов, например, для замедления коррозии металлов или окисления пищевых продуктов.

Промоторы — это вещества, которые сами по себе не обладают каталитической активностью или проявляют её в слабой степени, но при добавлении к катализатору значительно увеличивают его эффективность, стабильность или селективность. Промоторы модифицируют структуру и свойства катализатора, делая его более активным.

Ответ: Ингибиторы — это вещества, которые замедляют химические реакции. Промоторы — это вещества, которые усиливают действие катализаторов.

4. Перемешивание растворов реагирующих веществ увеличивает скорость химической реакции. Это влияние особенно заметно в гетерогенных системах (например, твердое тело + жидкость) и для быстрых гомогенных реакций.

Причина этого эффекта заключается в преодолении диффузионных ограничений. В ходе реакции около поверхности реагента (в гетерогенной системе) или просто в реакционном объеме (в гомогенной) концентрация исходных веществ уменьшается, а продуктов — увеличивается. Дальнейшее протекание реакции лимитируется скоростью подвода новых молекул реагентов к зоне реакции и отвода продуктов из нее, то есть скоростью диффузии. Диффузия — медленный процесс. Интенсивное перемешивание обеспечивает принудительную конвекцию, которая быстро выравнивает концентрации по всему объему, поддерживая постоянный доступ реагентов друг к другу и тем самым поддерживая высокую скорость реакции.

Ответ: Перемешивание увеличивает скорость реакции, так как обеспечивает постоянный приток реагентов к зоне реакции и отвод продуктов, устраняя замедляющее влияние медленного процесса диффузии.

5. Для составления синквейна необходимо следовать структуре: 1-я строка — тема (существительное), 2-я — два определения (прилагательные), 3-я — три действия (глаголы), 4-я — фраза из четырех слов, выражающая отношение к теме, 5-я — синоним или обобщающее слово.

Ответ:

Катализаторы

Активные, селективные.

Ускоряют, направляют, возобновляются.

Снижают барьер энергии активации.

Ускорители.

Ингибиторы

Защитные, замедляющие.

Тормозят, блокируют, сохраняют.

Предотвращают ненужные химические реакции.

Хранители.