Как увеличить скорость реакции между zn тв и раствором hcl
Опубликовано: 22.04.2024
Скорость химической реакции и ее зависимость от различных факторов
1. При обычных условиях с наименьшей скоростью происходит взаимодействие между
1) железом и кислородом
2) магнием и 10%-ным раствором соляной кислоты
3) медью и кислородом
4) цинком и 10%-ным раствором
2. Для увеличения скорости химической реакции
2СО+ O 2 =2CO + Q необходимо
1) увеличить концентрацию оксида углерода ( II)
2) уменьшить концентрацию кислорода
3) понизить давление
4) понизить температуру
3. При комнатной температуре с наибольшей скоростью протекает реакция между
1) Zn и HCl (1 % р-р)
2) Zn и HCl (30 % р-р)
3) Zn и HCl (10 % р-р)
4. На скорость химической реакции между раствором серной кислоты и железом не оказывает влияния
1) концентрация кислоты
2) измельчение железа
3) температура реакции
4) увеличение давления
5. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию СО 2
2) уменьшить концентрацию СО 2
3) уменьшить температуру
4) увеличить степень измельчения FeO
6. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию S О 2
2) уменьшить концентрацию S О 2
3) уменьшить температуру
4) увеличить степень измельчения CuS
7. Для увеличения скорости химической реакции
1) уменьшить концентрацию ионов цинка
2) увеличить концентрацию ионов водорода
3) уменьшить температуру
4) увеличить концентрацию ионов цинка
8. Для увеличения скорости химической реакции
1) уменьшить концентрацию ионов водорода
2) увеличить концентрацию ионов водорода
3) понизить температуру
4) повысить давление
9. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию водорода
2) увеличить количество цинка
3) уменьшить температуру
4) увеличить концентрацию хлороводорода
10. Для увеличения скорости взаимодействия железа с хлороводородной кислотой следует
1) добавить ингибитор
2) понизить температуру
3) повысить давление
4) увеличить концентрацию соляной кислоты HCl
11. Для увеличения скорости выделения углекислого газа при действии соляной кислоты на мрамор нужно
1) разбавить кислоту
2) измельчить мрамор
3) добавить индикатор
4) проводить реакцию в атмосфере инертного газа
12. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) азот и водород
2) магний и вода
3) раствор гидроксида натрия и соляная кислота
4) сера и железо
13. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) цинк и соляная кислота
2) натрий и вода
3) магний и вода
4) свинец и соляная кислота
14. Оцените справедливость суждений о скорости химических реакций.
А. При нагревании скорость одних реакций увеличивается, а скорость других - уменьшается.
Б. Причиной увеличения скорости реакции при нагревании является увеличение частоты столкновений частиц.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
15. C наибольшей скоростью реагирует с водородом
16. Оцените правильность утверждений.
А. Катализатор - это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но при этом не расходуется.
Б. Увеличение давления реагирующих газов приводит к увеличению скорости реакции.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
17. Для увеличения скорости реакции водорода с азотом
1) охлаждают азотоводородную смесь
2) снижают давление в системе
3) используют катализатор
4) используют циркуляцию азотоводородной смеси
18. При повышении давления увеличивается скорость реакции
1) кислорода с сернистым газом
2) цинка с серной кислотой
3) серы с железом
4) гидроксида натрия с хлоридом меди ( II)
19. Катализатор требуется для проведения реакции
1) хлорирования алканов
2) нейтрализации фосфорной кислоты
3) пиролиза метана
4) этерификации уксусной кислоты
20. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) аммиак и хлороводород
2) азот и водород
3) азот и кислород
4) сернистый газ и кислород
21. Оцените правильность утверждений.
А. При нагревании скорость многих реакций уменьшается.
Б. Катализатор - это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но само в ней не расходуется
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
22. Давление влияет на скорость реакции между
1) гидроксидом цинка и азотной кислотой
2) цинком и серной кислотой
3) аммиаком и кислородом
4) серой и алюминием
23. Реакцию, уравнение которой
FeO + 2H + = Fe 2+ + H 2 O + Q,
можно ускорить, если
1) повысить давление
2) понизить давление
3) повысить температуру
4) понизить температуру
24. Скорость реакции
1) повышении температуры
2) понижении давления
3) повышении давления
4) разбавлении раствора кислоты
25. Скорость реакции простых веществ с хлороводородной кислотой уменьшается в ряду
26. Оцените справедливость суждений.
А. Катализатор увеличивает скорость реакции, но не вызывает смещение химического равновесия..
Б. Увеличение давления реагирующих газов приводит к увеличению скорости реакции.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
27. Скорость реакции
1) понижении температуры
2) понижении концентрации NH 3
3) разбавление смеси аргоном
4) использовании катализатора
28. Какой металл реагирует с серной кислотой быстрее других?
Скорость химической реакции - основное понятие химической кинетики, выражающее отношения количества прореагировавшего вещества (в молях) к отрезку времени, за которое произошло взаимодействие.
Скорость реакции отражает изменение концентраций реагирующих веществ за единицу времени. Единицы измерения для гомогенной реакции: моль/л * сек. Физический смысл в том, что каждую секунду какое-то количество одного вещества превращается в другое в единице объема.
Мне встречались задачи, где была дана молярная концентрация вещества до реакции и после, время и объем. Требовалось посчитать скорость реакции. Давайте решим подобное несложное задание для примера:
Молярная концентрация вещества до реакции составляла 1.5 моль/л по итогу реакции - 3 моль/л. Объем смеси 10 литров, реакция заняла 20 секунд. Рассчитайте скорость реакции.
Влияние природы реагирующих веществ
При изучении агрегатных состояний веществ возникает вопрос: где же быстрее всего идут реакции: между газами, растворами или твердыми веществами?
Запомните, что самая высокая скорость реакции между растворами, в жидкостях. В газах она несколько ниже.
Если реакция гетерогенная: жидкость + твердое вещество, газ + твердое вещество, жидкость + газ, то большую роль играет площадь соприкосновения реагирующих веществ.
Очевидно, что большой кусок железа, положенный в соляную кислоту, будет гораздо дольше реагировать с ней, нежели чем измельченное железо - железная стружка.
Химическая активность также играет важную роль. Например, отвечая на вопрос: какой из металлов Li или K быстрее прореагирует с водой? Мы отдадим предпочтение литию, так как в ряду активности металлов он стоит левее калия, а значит литий активнее калия.
Иногда для верного ответа на вопрос о скорости реакции требуется знание активности кислот. Мы подробнее обсудим эту тему в гидролизе, однако сейчас я замечу: чем сильнее (активнее) кислота, тем быстрее идет реакция.
Например, реакцию магния с серной кислотой протекает гораздо быстрее реакции магния с уксусной кислотой. Причиной этому служит то, что серная кислота относится к сильным (активным) кислотам, а активность уксусной кислоты меньше, она является слабой кислотой.
Как я уже упомянул, слабые и сильные кислоты и основания изучаются в теме гидролиз.
Влияние изменения концентрации
Влияние концентрации "прямо пропорционально" скорости реакции: при увлечении концентрации реагирующего вещества скорость реакции повышается, при уменьшении - понижается.
Замечу деталь, которая может оказаться важной, если в реакции участвуют газы: при увеличении давления концентрация вещества на единицу объема возрастает (представьте, как газ сжимается). Поэтому увеличение давление, если среди исходных веществ есть газ, увеличивает скорость реакции.
Закон действующих масс устанавливает соотношение между концентрациями реагирующих веществ и их продуктами. Скорость простой реакции aA + bB → cC определяют по уравнению:
Физический смысл константы скорости - k - в том, что она численно равна скорости реакции при том условии, что концентрации реагирующих веществ равны 1. Обратите внимание, что стехиометрические коэффициенты уравнения переносятся в степени - a и b.
Записанное выше следствие закона действующих масс нужно не только "зазубрить", но и понять. Поэтому мы решим пару задач, где потребуется написать подобную формулу.
Окисление диоксида серы протекает по уравнению: 2SO2(г) + O2 = 2SO3(г). Как изменится скорость этой реакции, если объемы системы уменьшить в три раза?
По итогу решения становится ясно, что скорость реакции в таком случае возрастет в 27 раз.
Решим еще одну задачу. Дана реакция синтеза аммиака: N2 + ЗН2 = 2NH3. Как изменится скорость прямой реакции образования аммиака, если уменьшить концентрацию водорода в два раза?
В результате решения мы видим, что при уменьшении концентрации водорода в два раза скорость реакции замедлится в 8 раз.
Влияние изменения температуры на скорость реакции
Постулат, который рекомендую временно взять на вооружение: "Увеличение температуры увеличивает скорость абсолютно любой химической реакции: как экзотермической, так и эндотермической. Исключений нет".
Очень часто в заданиях следующей темы - химическом равновесии, вас будут пытаться запутать и ввести в заблуждении, но вы не поддавайтесь и помните про постулат!
Итак, влияние температуры на скорость реакции "прямо пропорционально": чем выше температура, тем выше скорость реакции - чем ниже температура, тем меньше и скорость реакции. Однако, как и в случае с концентрацией, это больше чем простая "пропорция".
Правило Вант-Гоффа, голландского химика, позволяет точно оценить влияние температуры на скорость химической реакции. Оно звучит так: "При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в два — четыре раза"
В формуле, написанной выше, используются следующие обозначение:
- υ1 - скорость реакции при температуре t1
- υ2 - скорость реакции при температуре t2
- γ - температурный коэффициент, который может быть равен 2-4
Если по итогам решения задач у вас получится температурный коэффициент меньше 2 или больше 4, то, скорее всего, где-то вы допустили ошибку. Используйте этот факт для самопроверки.
Для тренировки решим пару задач, в которых потребуется использование правило Вант-Гоффа.
Как изменится скорость гомогенной реакции при повышении температуры от 27°C до 57°C при температурном коэффициенте, равном трем?
Иногда в задачах требуется рассчитать температурный коэффициент, как, например, здесь: "Рассчитайте, чему равен температурный коэффициент скорости, если известно, что при понижении температуры от 250°C до 220°C скорость реакции уменьшилась в 8 раз".
Катализаторы и ингибиторы
Катализатор (греч. katalysis — разрушение) - вещество, ускоряющее химическую реакцию, но не участвующее в ней. Катализатор не расходуется в химической реакции.
Многие химические реакции в нашем организме протекают с участием катализаторов - белковых молекул, ферментов. Без катализаторов подобные реакции шли бы сотни лет, а с катализаторами идут одну долю секунды.
Катализом называют явление ускорения химической реакции под действием катализатора, а химические реакции, идущие с участием катализатора - каталитическими.
Ингибитор (лат. inhibere - задерживать) - вещество, замедляющее или предотвращающее протекание какой-либо химической реакции.
Ингибиторы применяют для замедления коррозии металла, окисления топлива, старения полимеров. Многие лекарственные вещества являются ингибиторами.
Так при лечении гастрита - воспаления желудка (греч. gaster - желудок) или язв часто назначаются ингибиторы протонной помпы - химические вещества, которые блокирует выработку HCl слизистой желудке. В результате этого соляная кислота прекращает воздействие на поврежденную стенку желудка, воспаление стихает.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Блиц-опрос по теме Скорость химической реакции
Скорость химической реакции и ее зависимость от различных факторов
1. При обычных условиях с наименьшей скоростью происходит взаимодействие между
1) железом и кислородом
2) магнием и 10%-ным раствором соляной кислоты
3) медью и кислородом
4) цинком и 10%-ным раствором
2. Для увеличения скорости химической реакции
2СО+ O 2 =2CO + Q необходимо
1) увеличить концентрацию оксида углерода ( II)
2) уменьшить концентрацию кислорода
3) понизить давление
4) понизить температуру
3. При комнатной температуре с наибольшей скоростью протекает реакция между
1) Zn и HCl (1 % р-р)
2) Zn и HCl (30 % р-р)
3) Zn и HCl (10 % р-р)
4. На скорость химической реакции между раствором серной кислоты и железом не оказывает влияния
1) концентрация кислоты
2) измельчение железа
3) температура реакции
4) увеличение давления
5. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию СО 2
2) уменьшить концентрацию СО 2
3) уменьшить температуру
4) увеличить степень измельчения FeO
6. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию S О 2
2) уменьшить концентрацию S О 2
3) уменьшить температуру
4) увеличить степень измельчения CuS
7. Для увеличения скорости химической реакции
1) уменьшить концентрацию ионов цинка
2) увеличить концентрацию ионов водорода
3) уменьшить температуру
4) увеличить концентрацию ионов цинка
8. Для увеличения скорости химической реакции
1) уменьшить концентрацию ионов водорода
2) увеличить концентрацию ионов водорода
3) понизить температуру
4) повысить давление
9. Для увеличения скорости химической реакции
1) увеличить концентрацию водорода
2) увеличить количество цинка
3) уменьшить температуру
4) увеличить концентрацию хлороводорода
10. Для увеличения скорости взаимодействия железа с хлороводородной кислотой следует
1) добавить ингибитор
2) понизить температуру
3) повысить давление
4) увеличить концентрацию соляной кислоты HCl
11. Для увеличения скорости выделения углекислого газа при действии соляной кислоты на мрамор нужно
1) разбавить кислоту
2) измельчить мрамор
3) добавить индикатор
4) проводить реакцию в атмосфере инертного газа
12. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) азот и водород
2) магний и вода
3) раствор гидроксида натрия и соляная кислота
4) сера и железо
13. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) цинк и соляная кислота
2) натрий и вода
3) магний и вода
4) свинец и соляная кислота
14. Оцените справедливость суждений о скорости химических реакций.
А. При нагревании скорость одних реакций увеличивается, а скорость других - уменьшается.
Б. Причиной увеличения скорости реакции при нагревании является увеличение частоты столкновений частиц.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
15. C наибольшей скоростью реагирует с водородом
16. Оцените правильность утверждений.
А. Катализатор - это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но при этом не расходуется.
Б. Увеличение давления реагирующих газов приводит к увеличению скорости реакции.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
17. Для увеличения скорости реакции водорода с азотом
1) охлаждают азотоводородную смесь
2) снижают давление в системе
3) используют катализатор
4) используют циркуляцию азотоводородной смеси
18. При повышении давления увеличивается скорость реакции
1) кислорода с сернистым газом
2) цинка с серной кислотой
3) серы с железом
4) гидроксида натрия с хлоридом меди ( II)
19. Катализатор требуется для проведения реакции
1) хлорирования алканов
2) нейтрализации фосфорной кислоты
3) пиролиза метана
4) этерификации уксусной кислоты
20. С наибольшей скоростью при обычных условиях взаимодействуют
1) аммиак и хлороводород
2) азот и водород
3) азот и кислород
4) сернистый газ и кислород
21. Оцените правильность утверждений.
А. При нагревании скорость многих реакций уменьшается.
Б. Катализатор - это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но само в ней не расходуется
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
22. Давление влияет на скорость реакции между
1) гидроксидом цинка и азотной кислотой
2) цинком и серной кислотой
3) аммиаком и кислородом
4) серой и алюминием
23. Реакцию, уравнение которой
FeO + 2H + = Fe 2+ + H 2 O + Q,
можно ускорить, если
1) повысить давление
2) понизить давление
3) повысить температуру
4) понизить температуру
24. Скорость реакции
1) повышении температуры
2) понижении давления
3) повышении давления
4) разбавлении раствора кислоты
25. Скорость реакции простых веществ с хлороводородной кислотой уменьшается в ряду
26. Оцените справедливость суждений.
А. Катализатор увеличивает скорость реакции, но не вызывает смещение химического равновесия..
Б. Увеличение давления реагирующих газов приводит к увеличению скорости реакции.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
27. Скорость реакции
1) понижении температуры
2) понижении концентрации NH 3
3) разбавление смеси аргоном
4) использовании катализатора
28. Какой металл реагирует с серной кислотой быстрее других?
Автор статьи — профессиональный репетитор И. Давыдова (Юдина).
Скоростью химической реакции называется изменение концентрации вещества в единицу времени, , где концентрация С выражена в моль/л. В ЕГЭ не требуется применение этой формулы, необходимо лишь уметь сравнивать скорости различных реакций и определять, как на них влияют изменения внешних условий.
Скорость реакции зависит от нескольких факторов:
- - Природы взаимодействующих веществ
- - Температуры
- - Концентрации реагирующих веществ
- - Присутствия в реакционной смеси катализатора или ингибитора
- - Площади поверхности соприкосновения реагентов (для гетерогенных процессов).
Рассмотрим каждый пункт отдельно:
1) Природа реагентов
Очевидно, что разные реакции при одних и тех же условиях протекают с различными скоростями. Нейтрализация щелочи кислотой протекает почти моментально, растворение цинка в соляной кислоте - быстро, ржавление железа под действием воды и кислорода – намного дольше. Общее правило очевидно: чем активнее реагирующие вещества, тем быстрее они взаимодействуют друг с другом.
Самые быстрые реакции – гомогенные, протекающие в одной фазе (газы или смешивающиеся жидкости). В них взаимодействие происходит во всем объеме смеси реагентов.
Гетерогенные реакции – взаимодействие не смешивающихся друг с другом веществ – протекают на границе раздела фаз. Эти процессы медленнее, и скорость определяется площадью поверхности соприкосновения.
2) Температура
При увеличении температуры молекулы начинают двигаться быстрее, следовательно, чаще сталкиваются друг с другом. Таким образом, скорость реакции всегда возрастает при повышении температуры и уменьшается – при понижении. Мы активно пользуемся этим в быту: например, для замедления процессов гниения (сложных химических реакций) храним продукты в холодильнике, а для ускорения реакции Майяра (взаимодействие белков с сахарами) готовим пищу при высокой температуре.
Зависимость скорости реакции от температуры определяется уравнением Вант-Гоффа: , где v2 и v1 – скорости реакции при температурах Т2 и Т1 соответственно, γ – температурный коэффициент, принимающий значения от 2 до 4. Например, если γ=3, при повышении температуры на 20 градусов скорость реакции возрастет в раз.
3) Концентрация реагентов
Очевидно, что чем выше концентрации реагирующих веществ, тем чаще их молекулы будут сталкиваться друг с другом, следовательно, тем быстрее будет протекать взаимодействие. Зависимость скорости от концентрации реагентов выражается законом действующих масс.
Например, для реакции aA + bB = cC + dD скорость . На самом деле часто зависимость скорости от концентраций реагентов носит более сложный характер, так как многие процессы протекают через образование промежуточных продуктов, но мы оставим эти случаи университетскому курсу.
Пожалуйста, не путайте: скорость реакции зависит от концентраций реагентов и не зависит от концентраций продуктов!
Здесь же рассмотрим влияние давления на скорость реакции. Жидкости и твердые тела практически несжимаемы и давление не влияет на их концентрации. Для газов увеличение давления вызывает возрастание концентрации, следовательно, ускоряет реакцию.
4) Катализаторы и ингибиторы
Катализатор – вещество, увеличивающее скорость реакции, но не расходующееся в ней, ингибитор – это «катализатор наоборот», он замедляет реакцию.
5) Площадь границы раздела фаз
Для примера рассмотрим реакцию цинка с соляной кислотой:
Кусочек цинка будет постепенно растворяться в кислоте: сначала прореагирует верхний слой молекул, потом следующий, - и так далее. «Внутренние» атомы смогут прореагировать только после того, как перейдут в раствор «внешние».
Если же этот кусочек измельчить (то есть увеличить площадь его поверхности) реакция пойдет заметно быстрее, т.к. возрастет количество «доступных для кислоты» частиц.
Таким образом, чем сильнее измельчено твердое вещество, тем выше скорость реакции. Количество твердого вещества на скорость влияет намного слабее, чем степень его измельченности и концентрация жидких или газообразных реагентов.
Потренируемся. Ниже приведены вопросы из ЕГЭ разных лет:
Скоростью химической реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единице объема системы.
Тема большая, зачастую в ней присутствуют формулы для расчета скорости, но в этой статье мы разберем все вопросы в формате подготовки к ЕГЭ.
Факторы, влияющие на
- концентрация;
- площадь поверхности реагентов;
- катализатор реакции;
- давление;
- температура
Теперь разберем каждый фактор отдельно.
1. Влияние концентрации на изменение скорости реакции:
По указанному определению можно записать формулу скорости:
ν — скорость реакции
ΔС — изменение концентрации
Δt — время реакции
Если Δt — примем как постоянную, не меняющуюся величину, то изменение скорости реакции напрямую зависит от изменения концентрации
| Изменение скорости реакции прямопропорционально изменению концентрации |
Эта зависимость определяется не только уравнением. Есть простая логика — чем больше вещества, тем больше взаимодействие между частицами — тем быстрее идет реакция.
2. Влияние площади поверхности на изменение скорости реакции.
Есть гетерогенные реакции — реакции, в которых есть больше чем одна фаза:
— твердое вещество \ жидкость: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
— твердое вещество \ газ: C + O2= CO2
| Изменение скорости реакции прямопропорционально площади поверхности |
Давайте представим, что кусочек цинка бросили в кислоту. Что будет происходить? Слой за слоем металл будет растворяться.
А что будет если мы внесем в кислоту цинк в виде порошка? Конечно, реакция пройдет намного быстрее.
Есть, конечно, определенные нюансы, но в школьном курсе они не рассматриваются…
3. Влияние температуры на изменение скорости реакции.
Как и в случае концентрации, увеличение температуры увеличивает количество активных столкновений между частицами, что, естественно, увеличивает скорость реакции.
Изменение скорости реакции при повышении температуры соответствует правилу (приблизительному, для точных определений существует ряд формул) —
— при повышении температуры на 10ºС скорость химической реакции возрастает в два — четыре раза.
4. Влияние катализатора на изменение скорости реакции.
Здесь все очень просто. Определение катализа и катализатора говорит само за себя:
катализаторы — это вещества, которые повышают скорость химической реакции. Они вступают во взаимодействие с реагентами с образованием промежуточного химического соединения и освобождаются в конце реакции.
5. Влияние давления на изменение скорости реакции.
А вот на этот пункт стоит обратить внимание.
Давление влияет на изменение скорости реакции именно в газовой среде .
Любой газ занимает весь предоставленный объем — молекулы разлетаются, и число их столкновений уменьшается. Если повысить давление, число активных соударений возрастает, соответственно, скорость реакции увеличивается.
Изменение скорости реакции в газовой фазе прямопропорционально изменению давления
- в ЕГЭ это вопрос А20 — Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов
Читайте также: