Краткие ответы
1. Скорость химической реакции
Скорость химической реакции — это изменение концентрации вещества за единицу времени:
\[ v=\frac{|\Delta c|}{\Delta t} \]
- Быстрые реакции: горение магния, нейтрализация кислоты щёлочью.
- Медленные реакции: ржавление железа, брожение продуктов.
2. Факторы, влияющие на скорость реакции
- Природа веществ: разные вещества реагируют с разной скоростью.
- Концентрация: при увеличении концентрации скорость обычно возрастает.
- Температура: при повышении температуры частицы движутся быстрее, поэтому реакция ускоряется.
- Площадь поверхности соприкосновения: порошок реагирует быстрее, чем крупный кусок вещества.
- Катализатор: ускоряет реакцию, но сам практически не расходуется.
- Ингибитор: замедляет реакцию.
- Для газов важен также давление: его увеличение повышает концентрацию газа и ускоряет реакцию.
3. Реакция цинка с серной кислотой
Для разбавленной серной кислоты:
\[ \mathrm{Zn+H_2SO_4\rightarrow ZnSO_4+H_2\uparrow} \]
Увеличить скорость реакции можно, если:
- повысить температуру;
- увеличить концентрацию серной кислоты;
- использовать цинк в виде порошка или стружки;
- перемешивать смесь и удалять пузырьки водорода с поверхности цинка.
4. Почему продукты хранят при низкой температуре
При низкой температуре замедляются химические реакции, в том числе деятельность микроорганизмов и ферментов. Поэтому продукты медленнее портятся. Замораживание ещё сильнее замедляет эти процессы.
Примеры:
- нагревание ускоряет приготовление пищи;
- порошок или стружка горят быстрее крупного куска;
- холодильник замедляет порчу продуктов;
- окрашивание железа замедляет его ржавление;
- соль и сахар замедляют развитие микроорганизмов.
5. Расчёт скорости реакции
Дано:
\[ c_1=0{,}86\ \text{моль/л}, \qquad c_2=0{,}26\ \text{моль/л}, \qquad \Delta t=2\ \text{мин} \]
Концентрация сероводорода уменьшилась на:
\[ \Delta c=c_1-c_2=0{,}86-0{,}26=0{,}60\ \text{моль/л} \]
Средняя скорость реакции:
\[ v=\frac{\Delta c}{\Delta t} =\frac{0{,}60}{2} =0{,}30\ \frac{\text{моль}}{\text{л}\cdot\text{мин}} \]
Ответ:
\[ \boxed{v=0{,}30\ \text{моль/(л·мин)}} \]
Проверка: за \(2\) минуты при такой скорости концентрация уменьшится на \(0{,}30\cdot2=0{,}60\ \text{моль/л}\), то есть с \(0{,}86\) до \(0{,}26\ \text{моль/л}\).
Дополнительное задание
Пример каталитической реакции — разложение перекиси водорода:
\[ \mathrm{2H_2O_2\xrightarrow{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow} \]
Катализатор: диоксид марганца(IV), \(\mathrm{MnO_2}\). Он ускоряет выделение кислорода, но сам в реакции не расходуется.
