Решение: Понятия о скорости реакции

Прочитайте текст и выполните задания.

Текст 1

Кислород – газ без цвета, запаха и вкуса, частично растворимый в воде; 1 литр кислорода (при н.у.) весит 1,429 г, следовательно, кислород тяжелее воздуха (1 л воздуха при тех же условиях весит 1,293 г). В природе кислород встречается в виде двухатомных молекул. В реакциях почти со всеми металлами и неметаллами кислород образует оксиды.

Кислород в лаборатории получают, как правило, в результате реакций разложения. Например, из перманганата калия (КМnО₄):
2КМnO₄ = МnO₂ + К₂МnО₄ + O₂

Кислород можно также получить и из пероксида водорода (перекиси, Н₂О₂), 3%-ый раствор которого используется в качестве дезинфицирующего или кровоостанавливающего средства. Пероксид водорода мало устойчив. Даже на воздухе при обычной температуре он разлагается на кислород и воду: 2Н₂O₂ = 2Н₂O + О₂.

Разложение можно существенно ускорить, если добавить к пероксиду немного диоксида марганца МnО₂ (пиролюзита), активированного угля, крови, слюны и др. Эти вещества действуют как катализаторы. Мы можем в этом убедиться, если в маленькую пробирку поместим примерно 1 мл пероксида водорода с одним из названных веществ, а наличие выделяющегося кислорода установим с помощью пробы лучинкой.

Катализаторы повышают скорость реакции химического процесса и при этом сами не расходуются. В конечном итоге они снижают энергию активации, т.е. энергию, необходимую для начала реакции. Но существуют и вещества, действующие противоположным образом. Их называют антикатализаторами, стабилизаторами или ингибиторами. Например, фосфорная кислота препятствует разложению пероксида водорода. Поэтому аптечный раствор пероксида водорода обычно стабилизирован фосфорной или мочевой кислотой. Катализаторы необходимы для многих химикотехнологических процессов. Но и в живой природе во многих процессах участвуют так называемые биокатализаторы (ферменты). Так как катализаторы в реакциях практически не расходуются, то они могут действовать уже в малых количествах.

Текст 2

1. Почти все важнейшие части орудий производства, начиная с простейших механизмов и кончая сложными машинами, изготовлены из металлов. 2. Хотя широко используемые в последнее время пластмассы частично заменяют металлы, производство металлов всё время возрастает, и в будущем всё равно главным образом из них будут изготовлять большинство промышленных установок, машины, моторы, электрическую проводку, котлы высокого давления и т.д. 3. Перечислим некоторые характерные свойства металлов: металлы можно отливать, ковать, вытягивать в проволоку, гнуть, сваривать, паять, сверлить. 4. Сплавляя металлы или вводя в них небольшие добавки неметаллов, можно получать материалы, отвечающие специальным требованиям. 5. Инструменты для обработки металлов (токарные резцы, сверла, специальные пилы и т.д.) должны обладать повышенной твёрдостью, а листовые или винтовые рессоры, напротив, отличаться эластичностью и одновременно прочностью. 6. От зубчатых колёс, валов, болтов и гаек требуется особенная прочность на излом, от тросов и цепей – чрезвычайное сопротивление растяжению, а колбам, цилиндрам, котлам высокого давления приходится переносить высокую температуру, огромное давление и воздействие химически агрессивных веществ. 7. Без металлов не было бы электротехники, так как хорошая проводимость электрического тока характерна для всех металлов и, как правило, не присуща неметаллическим материалам.

Текст 3

Из более чем 115 химических элементов, встречающихся в природе, более 80% причисляют к металлам. Ещё 200 лет назад большая часть этих металлов не имела никакого технического значения. Люди довольствовались обычными, в основном легко получаемыми металлами – медью, золотом, железом. Только с наступлением атомного века, при постройке сверхзвуковых самолётов и космических ракет, требования к металлическим материалам резко повысились. Активно стали использоваться сплавы. Уже в начале нашего века потребности авиационной промышленности привели к развитию производства лёгких металлов – алюминия и магния – и сплавов на их основе. Многочисленные изобретения сделали возможным создание установок для получения таких металлов, названия которых сравнительно недавно были известны немногим. Это прежде всего титан и цирконий, которые достаточно распространены, но в основном рассеяны в горных породах и редко встречаются в виде чистых руд. Вместе с тем их роль в ракетостроении и производстве двигателей сложно недооценить. В электротехнике активно применяются также гафний, индий, ниобий и другие экзотические металлы. Уран и плутоний служат сегодня горючим для ядерных реакторов. В результате ядерного расщепления 1 кг плутония выделяется примерно столько же энергии, сколько при сгорании 2500 т каменного угля или при взрыве такого же количества тринитротолуола!

Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка