Дополнительное задание, страница 25 - гдз по химии 9 класс тетрадь для лабораторных опытов и практических работ Габриелян, Аксенова

С наибольшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция между:

а) Zn и $CH_3COOH$

б) Mg и $HCl$

в) Zn и $H_2SO_4$

г) Pb и $CH_3COOH$

Ответ поясните.

Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов, включая природу реагирующих веществ (реакционную способность), концентрацию, температуру и площадь поверхности контакта (для гетерогенных реакций).

В данном случае, при одинаковой комнатной температуре, определяющими факторами будут реакционная способность металла и сила кислоты. Чем активнее металл и чем сильнее кислота, тем, как правило, выше скорость реакции.

Ряд активности металлов (частично): $Mg > Zn > Pb > H$. Чем активнее металл, тем легче он вытесняет водород из кислот.

Сила кислот: Соляная ($HCl$) и серная ($H_2SO_4$) кислоты являются сильными кислотами, что означает их полную диссоциацию в водном растворе и высокую концентрацию ионов $H^+$. Уксусная кислота ($CH_3COOH$) является слабой кислотой, диссоциирующей лишь частично.

Цинк — это металл средней активности. Уксусная кислота — слабая кислота. Реакция протекает, но из-за слабости кислоты скорость ее будет невысокой.

Реакция: $Zn(s) + 2CH_3COOH(aq) \rightarrow (CH_3COO)_2Zn(aq) + H_2(g)$

Ответ: Реакция протекает относительно медленно.

Магний — очень активный металл. Соляная кислота — сильная кислота. Сочетание высокой активности магния и большой силы соляной кислоты приводит к очень высокой скорости реакции, так как образуется большое количество ионов $H^+$, а магний легко отдает электроны.

Реакция: $Mg(s) + 2HCl(aq) \rightarrow MgCl_2(aq) + H_2(g)$

Ответ: Реакция протекает с наибольшей скоростью среди представленных вариантов.

Цинк — металл средней активности, менее активный, чем магний. Серная кислота — сильная кислота. Скорость реакции будет выше, чем с уксусной кислотой (из-за силы $H_2SO_4$), но ниже, чем с магнием и соляной кислотой (из-за меньшей активности цинка по сравнению с магнием).

Реакция: $Zn(s) + H_2SO_4(aq) \rightarrow ZnSO_4(aq) + H_2(g)$

Ответ: Реакция протекает быстро, но медленнее, чем реакция магния с соляной кислотой.

Свинец — малоактивный металл, стоящий в ряду активности после цинка и магния, но все еще до водорода. Уксусная кислота — слабая кислота. Из-за низкой активности свинца и слабости уксусной кислоты скорость реакции будет очень низкой, возможно, почти незаметной при комнатной температуре.

Реакция: $Pb(s) + 2CH_3COOH(aq) \rightarrow (CH_3COO)_2Pb(aq) + H_2(g)$

Ответ: Реакция протекает очень медленно.

Вывод: Сравнивая все варианты, реакция между наиболее активным металлом (магнием) и сильной кислотой (соляной) будет протекать с наибольшей скоростью при комнатной температуре.

Ответ: б) Mg и HCl