Номер 8, страница 29 - гдз по химии 9 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

8. Скорость реакции $3\text{H}_2 + \text{N}_2 = 2\text{NH}_3$ увеличивается

1) при увеличении концентрации азота и снижении давления

2) при увеличении давления и повышении температуры

3) при увеличении концентрации аммиака $\text{NH}_3$ и повышении давления

4) при повышении температуры и повышении концентрации водорода $\text{H}_2$

5) при увеличении объёма реакционного сосуда и уменьшении температуры

Для определения условий, при которых скорость реакции синтеза аммиака $3H_2 + N_2 = 2NH_3$ увеличивается, необходимо рассмотреть факторы, влияющие на скорость химических реакций. Скорость прямой реакции определяется законом действующих масс:

$v = k \cdot [H_2]^3 \cdot [N_2]$

где $v$ – скорость реакции, $k$ – константа скорости, а $[H_2]$ и $[N_2]$ – молярные концентрации реагентов.

Скорость реакции увеличивается при:

• повышении температуры (увеличивается константа скорости $k$);
• увеличении концентрации реагентов ($H_2$ или $N_2$);
• повышении давления в системе с газообразными веществами (так как это приводит к увеличению их концентраций).

Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) при увеличении концентрации азота и снижении давления

Увеличение концентрации азота ($N_2$) повышает скорость реакции. Однако снижение давления уменьшает концентрацию обоих реагентов ($H_2$ и $N_2$), что замедляет реакцию. Поскольку факторы действуют в противоположных направлениях, общее изменение скорости неоднозначно.
Ответ: Неверно, так как один из факторов (снижение давления) уменьшает скорость реакции.

2) при увеличении давления и повышении температуры

Повышение температуры увеличивает константу скорости $k$, а повышение давления (за счёт сжатия) увеличивает концентрации реагентов. Оба фактора увеличивают скорость реакции. Однако формулировка "увеличение давления" может быть неоднозначной. Например, если давление увеличено за счёт добавления инертного газа при постоянном объёме, концентрации реагентов не изменятся, и скорость реакции останется прежней. Поэтому данный вариант не является абсолютно точным во всех случаях.
Ответ: Неверно, так как условие повышения давления не всегда приводит к увеличению скорости, что делает этот вариант менее точным, чем вариант 4.

3) при увеличении концентрации аммиака $NH_3$ и повышении давления

Аммиак ($NH_3$) является продуктом реакции. Увеличение концентрации продукта не увеличивает скорость прямой реакции, а увеличивает скорость обратной реакции, что снижает общую (чистую) скорость процесса. Повышение давления увеличивает скорость прямой реакции, но из-за первого фактора данный вариант не является правильным.
Ответ: Неверно, так как увеличение концентрации продукта не увеличивает скорость прямой реакции.

4) при повышении температуры и повышении концентрации водорода $H_2$

Повышение температуры приводит к увеличению константы скорости $k$. Увеличение концентрации реагента водорода ($H_2$) напрямую увеличивает скорость в соответствии с законом действующих масс. Оба фактора однозначно и всегда приводят к увеличению скорости прямой реакции. Эта формулировка не содержит неоднозначностей, в отличие от варианта 2.
Ответ: Верно, так как оба фактора однозначно увеличивают скорость реакции.

5) при увеличении объёма реакционного сосуда и уменьшении температуры

Увеличение объёма реакционного сосуда равносильно снижению давления, что ведёт к уменьшению концентраций реагентов и замедлению реакции. Уменьшение температуры также замедляет реакцию, уменьшая константу скорости $k$. Оба фактора приводят к снижению скорости реакции.
Ответ: Неверно, так как оба фактора уменьшают скорость реакции.