Номер 4, страница 28 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

4. При комнатной температуре с наибольшей скоростью протекает реакция между

1) железом и серой

2) углеродом и кислородом

3) алюминием и соляной кислотой

4) серной кислотой (р-р) и хлоридом бария (р-р)

Для определения реакции, протекающей с наибольшей скоростью при комнатной температуре, необходимо проанализировать природу реагентов и условия протекания каждой из предложенных реакций. Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов, включая агрегатное состояние веществ, температуру, наличие катализатора и, что особенно важно, энергию активации.

1) железом и серой

Реакция между двумя твердыми веществами — железом $Fe$ (тв) и серой $S$ (тв). В твердом состоянии частицы (атомы) лишены подвижности и закреплены в узлах кристаллической решетки. Взаимодействие возможно только на поверхности соприкосновения реагентов, поэтому скорость таких реакций при комнатной температуре ничтожно мала. Для того чтобы эта реакция пошла со значительной скоростью, смесь необходимо нагреть.
$Fe(тв) + S(тв) \xrightarrow{t} FeS(тв)$

2) углеродом и кислородом

Реакция горения угля (углерода $C$) в кислороде $O_2$. Это реакция между твердым веществом и газом. Несмотря на то, что кислород окружает углерод, эта реакция имеет очень высокую энергию активации. Для ее начала требуется поджиг, то есть значительное повышение температуры. При комнатной температуре уголь может храниться на воздухе (в котором содержится кислород) неограниченно долго, не вступая в реакцию.
$C(тв) + O_2(г) \rightarrow CO_2(г)$

3) алюминием и соляной кислотой

Реакция между активным металлом (алюминием $Al$) и сильной кислотой (соляной $HCl$). Это гетерогенная реакция (твердое вещество + раствор). Алюминий является химически активным металлом, однако его поверхность обычно покрыта тонкой, но очень прочной оксидной пленкой $Al_2O_3$, которая защищает металл от дальнейшего взаимодействия. Соляная кислота сначала растворяет эту пленку, и только потом начинается реакция с самим металлом. После удаления оксидного слоя реакция протекает довольно бурно с выделением водорода. Тем не менее, по сравнению с ионными реакциями в растворе, ее скорость ниже.
$2Al(тв) + 6HCl(р-р) \rightarrow 2AlCl_3(р-р) + 3H_2(г) \uparrow$

4) серной кислотой (р-р) и хлоридом бария (р-р)

Это реакция ионного обмена между растворами двух сильных электролитов. В водных растворах серная кислота $H_2SO_4$ и хлорид бария $BaCl_2$ полностью диссоциированы на ионы: $H^+$, $SO_4^{2-}$, $Ba^{2+}$, $Cl^-$. При смешивании растворов ионы $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$ сталкиваются и образуют нерастворимое вещество — сульфат бария $BaSO_4$, который выпадает в виде белого осадка. Реакции между ионами в растворах, как правило, протекают практически мгновенно, так как ионы свободно движутся и для их взаимодействия не требуется высокая энергия активации.
Молекулярное уравнение: $H_2SO_4(р-р) + BaCl_2(р-р) \rightarrow BaSO_4(тв) \downarrow + 2HCl(р-р)$
Сокращенное ионное уравнение: $Ba^{2+}(р-р) + SO_4^{2-}(р-р) \rightarrow BaSO_4(тв) \downarrow$
Из всех предложенных вариантов эта реакция будет самой быстрой.

Таким образом, реакции ионного обмена в растворах протекают с наибольшей скоростью при комнатной температуре, так как они происходят между подвижными ионами и имеют низкую энергию активации.

Ответ: 4) серной кислотой (р-р) и хлоридом бария (р-р)