Номер 2, страница 15 - гдз по химии 9 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Глава 1. Классификация химических реакций. Параграф 3. Скорость химических реакций. Подумай, ответь, выполни... - номер 2, страница 15.

Условие.

2. Приведите примеры реакций, замедление или ускорение которых имеет положительное или отрицательное значение для производства либо в быту.

Решение.

Решение 2.

Химические реакции можно ускорять или замедлять для достижения желаемого результата в производстве и в быту. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие положительное и отрицательное значение управления скоростью реакций.

Ускорение реакций, имеющее положительное значение

В промышленности многие процессы направлены на максимальное ускорение целевых реакций для повышения производительности. Ярким примером является синтез аммиака по процессу Габера-Боша. Реакция между азотом и водородом $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$ при нормальных условиях протекает очень медленно. Для ее ускорения применяют катализаторы (на основе железа), высокое давление (150-350 атмосфер) и высокую температуру (400-500$^\circ$C). Это позволяет в промышленных масштабах производить аммиак — основу для азотных удобрений, которые критически важны для мирового сельского хозяйства.

В быту мы постоянно ускоряем реакции для своей пользы. Например, приготовление пищи — это процесс, основанный на ускорении сложных химических превращений (денатурации белков, карамелизации сахаров, реакции Майяра) под действием высокой температуры. Варка, жарка или запекание не только делают продукты безопасными и легко усваиваемыми, но и придают им желаемые вкус и аромат.

Ответ: Примерами ускорения реакций, имеющего положительное значение, являются каталитический синтез аммиака в промышленности для производства удобрений и термическая обработка продуктов в быту для приготовления пищи.

Замедление реакций, имеющее положительное значение

Замедление нежелательных реакций не менее важно. В промышленности и быту одной из главных проблем является коррозия металлов. Чтобы замедлить процесс ржавления (окисления железа: $4Fe + 3O_2 + 6H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3$), металлические конструкции покрывают краской, лаком, полимерами или слоем другого, более стойкого металла (например, цинком). Также используются ингибиторы коррозии — вещества, которые добавляют в среду (например, в антифриз) для замедления этого разрушительного процесса. Это значительно продлевает срок службы автомобилей, мостов, кораблей и трубопроводов.

В быту ключевой пример — хранение продуктов питания в холодильнике или морозильной камере. Низкая температура резко замедляет скорость биохимических реакций, протекающих при участии микроорганизмов и ферментов, которые ведут к порче продуктов. Таким образом, мы можем надолго сохранить свежесть, питательную ценность и безопасность еды.

Ответ: Положительное значение имеет замедление коррозии металлов с помощью защитных покрытий и ингибиторов, а также замедление порчи продуктов питания путем их охлаждения.

Ускорение реакций, имеющее отрицательное значение

Неконтролируемое ускорение реакций может привести к катастрофическим последствиям. Пожар — это быстро протекающая реакция горения, которая наносит огромный ущерб. Еще более опасны взрывы, представляющие собой практически мгновенные реакции. Например, взвешенная в воздухе угольная или мучная пыль на производстве, а также утечка бытового газа могут привести к взрыву от малейшей искры, вызывая масштабные разрушения и гибель людей.

Ускорение коррозии также является негативным явлением. Например, кузов автомобиля ржавеет гораздо быстрее зимой в городах, где дороги посыпают солью. Солевой раствор является сильным электролитом, который катализирует и значительно ускоряет электрохимическую коррозию железа, что приводит к преждевременному разрушению металла.

Ответ: Отрицательное значение имеет неконтролируемое ускорение реакций горения (пожары, взрывы) и ускорение процессов коррозии металлов под действием агрессивных факторов окружающей среды.

Замедление реакций, имеющее отрицательное значение

В некоторых случаях замедление реакции нежелательно и приводит к убыткам или неудобствам. В химической промышленности эффективность производства часто зависит от катализаторов. Если в исходном сырье присутствуют определенные примеси (например, соединения серы), они могут "отравить" катализатор — заблокировать его активные центры. В результате скорость целевой реакции резко падает, что ведет к снижению выхода продукта, простоям оборудования и значительным экономическим потерям.

С замедлением реакций мы сталкиваемся и в быту. Например, при приготовлении пищи в горах. На большой высоте атмосферное давление ниже, из-за чего вода закипает при более низкой температуре (например, на высоте 3000 м — при температуре около 90$^\circ$C). Поскольку скорость большинства реакций, происходящих при варке, сильно зависит от температуры, приготовление еды в таких условиях занимает значительно больше времени.

Ответ: Примерами замедления реакций, имеющего отрицательное значение, являются "отравление" катализаторов в промышленности, снижающее эффективность производства, и замедление приготовления пищи в условиях высокогорья из-за низкой температуры кипения воды.