Номер 20, страница 32 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 20, страница 32.

Условие.

20. Напишите уравнения реакций, расположив их в порядке увеличения скорости протекания.

a) разложение известняка

б) взаимодействие раствора карбоната натрия и соляной кислоты

в) взаимодействие растворов нитрата бария и серной кислоты

г) горение фосфора в кислороде

Решение.

Решение 2.

Для того чтобы расположить указанные реакции в порядке увеличения их скорости, необходимо проанализировать их тип, агрегатное состояние реагентов и условия протекания. В общем случае, реакции в растворах между ионами протекают намного быстрее, чем реакции с участием твёрдых веществ, а реакции, требующие нагревания для разложения, являются самыми медленными.

а) разложение известняка

Это гетерогенная реакция разложения твёрдого вещества (карбоната кальция), которая требует очень высокой температуры (является эндотермической). Разрыв прочных химических связей в кристаллической решётке — это медленный, энергозатратный процесс. Следовательно, эта реакция является самой медленной из перечисленных.

Уравнение реакции: $CaCO_{3(тв)} \xrightarrow{t^{\circ}} CaO_{(тв)} + CO_{2(г)}$

Ответ: Это самая медленная реакция в данном списке.

г) горение фосфора в кислороде

Это гетерогенная окислительно-восстановительная реакция (горение). Для её начала требуется энергия активации (нагревание до температуры воспламенения), после чего она протекает очень быстро с выделением большого количества тепла и света. Однако её общая скорость ограничивается скоростью диффузии кислорода (газа) к поверхности фосфора (твёрдого вещества). Эта реакция значительно быстрее разложения известняка, но медленнее, чем ионные реакции в растворах.

Уравнение реакции: $4P_{(тв)} + 5O_{2(г)} \rightarrow 2P_2O_{5(тв)}$

Ответ: Это быстрая реакция, которая протекает медленнее ионных реакций, но быстрее термического разложения известняка.

б) взаимодействие раствора карбоната натрия и соляной кислоты

Это реакция ионного обмена в водном растворе. Реакции, в которых участвуют уже существующие в растворе ионы, протекают с очень высокой скоростью. В данном случае реакция включает быструю стадию нейтрализации ионов $H^+$ и $CO_3^{2-}$ с образованием нестабильной угольной кислоты, которая затем разлагается. Хотя весь процесс воспринимается как мгновенный, он немного медленнее, чем прямая реакция осаждения ионов.

Уравнение реакции: $Na_2CO_{3(р-р)} + 2HCl_{(р-р)} \rightarrow 2NaCl_{(р-р)} + H_2O_{(ж)} + CO_{2(г)}$

Ответ: Это очень быстрая (практически мгновенная) ионная реакция.

в) взаимодействие растворов нитрата бария и серной кислоты

Это реакция ионного обмена в растворе, приводящая к образованию нерастворимого осадка сульфата бария. Взаимодействие между ионами $Ba^{2+}$ и $SO_4^{2-}$ происходит при их столкновении. Скорость таких реакций лимитируется только скоростью диффузии ионов в растворе и считается одной из самых быстрых в химии. Она протекает практически мгновенно при смешивании растворов.

Уравнение реакции: $Ba(NO_3)_{2(р-р)} + H_2SO_{4(р-р)} \rightarrow BaSO_{4(тв)}\downarrow + 2HNO_{3(р-р)}$

Ответ: Это самая быстрая реакция из перечисленных, протекающая практически мгновенно.