Номер 19, страница 31 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 19, страница 31.

Условие.

19. Среди предложенных реакций выберите те, которые требуют участия катализатора.

а) $C + O_2 = CO_2$

б) $2SO_2 + O_2 = 2SO_3$

в) $N_2 + 3H_2 = 2NH_3$

г) $4P + 5O_2 = 2P_2O_5$

д) $SO_3 + H_2SO_4 = H_2SO_4 \cdot SO_3$

Решение.

Решение 2.

Решение

Для выбора реакций, требующих участия катализатора, необходимо проанализировать условия протекания каждого из представленных химических процессов. Катализаторы – это вещества, ускоряющие химические реакции, но не входящие в состав продуктов реакции. Они необходимы для процессов, которые при обычных условиях протекают слишком медленно.

а) $C + O_2 = CO_2$

Это реакция горения углерода в кислороде. Данный процесс является экзотермическим и после инициирования (поджигания) протекает самопроизвольно с высокой скоростью. Катализатор для этой реакции не требуется.
Ответ: не требует катализатора.

б) $2SO_2 + O_2 = 2SO_3$

Это реакция окисления диоксида серы в триоксид серы, являющаяся ключевой стадией в производстве серной кислоты (контактный метод). Реакция является обратимой и экзотермической ($2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3$), но без катализатора её скорость очень низка. В промышленных условиях для ускорения реакции используют катализаторы, например, оксид ванадия(V) ($V_2O_5$) при температуре 450–500 °C.
Ответ: требует катализатора.

в) $N_2 + 3H_2 = 2NH_3$

Это реакция синтеза аммиака из простых веществ (процесс Габера-Боша). Молекула азота ($N_2$) содержит очень прочную тройную связь, что делает азот химически инертным. Для того чтобы реакция ($N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$) протекала с практической скоростью, необходимы жесткие условия: высокое давление, высокая температура и обязательное присутствие катализатора. Промышленным катализатором служит пористое железо с промотирующими добавками.
Ответ: требует катализатора.

г) $4P + 5O_2 = 2P_2O_5$

Это реакция горения фосфора в избытке кислорода. Белый фосфор является очень активным веществом и легко окисляется кислородом воздуха, реакция протекает бурно и не требует катализатора.
Ответ: не требует катализатора.

д) $SO_3 + H_2SO_4 = H_2SO_4 \cdot SO_3$

Это реакция растворения оксида серы(VI) в концентрированной серной кислоте с образованием олеума ($H_2S_2O_7$). Данный процесс является быстрым и не требует каталитического воздействия.
Ответ: не требует катализатора.

Следовательно, из предложенного списка реакции, которые требуют участия катализатора, — это б и в.