Номер 1, страница 23 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Что называют скоростью химической реакции? Приведите примеры реакций, протекающих с высокой и низкой скоростью.

Что называют скоростью химической реакции? Приведите примеры реакций, протекающих с высокой и низкой скоростью.

Скоростью химической реакции называют изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени. Скорость реакции — это величина, показывающая, как быстро протекает химическое превращение.

Для гомогенной реакции (протекающей в однородной среде, например, в растворе или газовой фазе) скорость определяется как изменение молярной концентрации ($C$) вещества за промежуток времени ($\Delta t$). Математически это выражается формулой:
$v_{гом} = \pm \frac{\Delta C}{\Delta t} = \pm \frac{C_2 - C_1}{t_2 - t_1}$
где $C_1$ и $C_2$ — молярные концентрации вещества в моменты времени $t_1$ и $t_2$ соответственно. Знак «минус» используется, если скорость измеряется по изменению концентрации исходного вещества (реагента), так как его концентрация со временем уменьшается. Знак «плюс» используется, если скорость измеряется по изменению концентрации продукта реакции, так как его концентрация со временем увеличивается. Единицей измерения скорости гомогенной реакции в системе СИ является моль на литр в секунду (моль/(л·с)).

Для гетерогенной реакции (протекающей на границе раздела фаз, например, газ-твердое тело) скорость определяется как изменение количества вещества ($\Delta n$) за единицу времени ($\Delta t$) на единице площади поверхности ($S$):
$v_{гет} = \pm \frac{\Delta n}{S \cdot \Delta t}$
Единицей измерения в этом случае является моль на квадратный метр в секунду (моль/(м²·с)).

Примеры реакций, протекающих с высокой скоростью:

• Реакции горения и взрыва: например, взрыв смеси водорода с кислородом (гремучего газа) или горение пороха. Эти реакции происходят за доли секунды.
  $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$
• Реакции ионного обмена в растворах: например, реакция нейтрализации сильной кислоты сильным основанием или образование осадка. Эти реакции протекают практически мгновенно при смешивании растворов.
  Пример нейтрализации: $NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$
  Пример образования осадка: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

Примеры реакций, протекающих с низкой скоростью:

• Коррозия металлов: например, ржавление железа на воздухе. Этот процесс может длиться месяцами и годами.
  $4Fe + 3O_2 + 6H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$
• Процессы гниения и брожения: например, превращение органических веществ под действием микроорганизмов. Скисание молока или брожение виноградного сока занимает от нескольких дней до нескольких недель.
  Пример спиртового брожения: $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2$
• Природные геологические процессы: образование полезных ископаемых, таких как нефть, уголь или природный газ из органических остатков, занимает миллионы лет.

Ответ: Скорость химической реакции — это физическая величина, определяющая быстроту превращения реагентов в продукты, и измеряется как изменение концентрации вещества в единицу времени. Реакции с высокой скоростью включают взрывы (например, гремучего газа) и реакции ионного обмена (например, нейтрализация кислоты щелочью). Реакции с низкой скоростью включают коррозию металлов (ржавление железа), процессы брожения и геологические процессы образования ископаемых.