Номер 2, страница 23 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян, Остроумов

2. Какие факторы влияют на скорость химической реакции? Кратко охарактеризуйте влияние каждого из них на скорость реакции.

Скорость химической реакции — это изменение концентрации одного из реагентов или продуктов реакции в единицу времени. На неё влияет несколько ключевых факторов:

1. Природа реагирующих веществ

Химическая активность веществ, определяемая их строением (тип химической связи, строение электронной оболочки), напрямую влияет на скорость реакции. Например, щелочные металлы (натрий, калий) бурно реагируют с водой, в то время как благородные металлы (золото, платина) в тех же условиях не реагируют. Реакции между ионами в растворах обычно протекают мгновенно, так как не требуют разрыва прочных ковалентных связей.

2. Концентрация реагентов

Согласно закону действующих масс, скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Увеличение концентрации реагентов приводит к увеличению числа их частиц в единице объема, что повышает частоту столкновений между ними и, следовательно, скорость реакции. Это особенно важно для реакций в растворах и газовых смесях.

3. Температура

Повышение температуры увеличивает среднюю кинетическую энергию молекул. Это приводит к двум последствиям: частицы сталкиваются чаще и, что более важно, значительно возрастает доля «активных» столкновений, то есть таких, энергия которых достаточна для преодоления энергетического барьера реакции (энергии активации). Согласно правилу Вант-Гоффа, при повышении температуры на каждые 10 градусов Цельсия скорость многих реакций увеличивается в 2–4 раза. Зависимость константы скорости от температуры описывается уравнением Аррениуса: $k = A \cdot e^{-E_a / (RT)}$, где $k$ – константа скорости, $E_a$ – энергия активации, $T$ – абсолютная температура.

4. Давление (для реакций с участием газов)

Увеличение давления в системе, содержащей газообразные реагенты, приводит к увеличению их концентрации (числа молекул в единице объема). Аналогично влиянию концентрации, это увеличивает частоту столкновений молекул и скорость реакции.

5. Площадь поверхности соприкосновения реагентов

Этот фактор имеет значение для гетерогенных реакций, в которых реагенты находятся в разных фазах (например, твердое вещество и жидкость). Реакция происходит только на границе раздела фаз. Измельчение твердого реагента (например, превращение куска металла в порошок) увеличивает площадь его поверхности, что предоставляет больше возможностей для контакта с другим реагентом и значительно ускоряет реакцию.

6. Наличие катализатора или ингибитора

Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость реакции, но само при этом не расходуется. Катализаторы обеспечивают альтернативный путь реакции с более низкой энергией активации, что позволяет большему числу молекул участвовать в эффективных столкновениях. Ингибитор — вещество, замедляющее скорость реакции. Ингибиторы могут, например, повышать энергию активации или блокировать действие катализатора.

7. Свет или другое излучение

Некоторые реакции, называемые фотохимическими, инициируются или ускоряются под действием света (например, реакция фотосинтеза или разложение бромида серебра в фотографии). Кванты света поглощаются молекулами, сообщая им дополнительную энергию, необходимую для начала реакции.

Ответ:

На скорость химической реакции влияют: природа реагирующих веществ (более активные вещества реагируют быстрее), концентрация реагентов (увеличение концентрации повышает скорость), температура (повышение температуры увеличивает скорость), давление для газов (повышение давления увеличивает скорость), площадь поверхности для гетерогенных реакций (увеличение площади увеличивает скорость), а также наличие катализаторов (ускоряют реакцию) или ингибиторов (замедляют реакцию). Для некоторых реакций фактором является также наличие света.