Для того чтобы определить, какая из предложенных реакций протекает с наибольшей скоростью при обычных условиях, необходимо учесть несколько факторов, включая природу реагентов, условия реакции и механизмы взаимодействия.
1) 2Ba + O₂(г) = 2BaO
- Это реакция окисления металла кислородом. Щелочные и щелочноземельные металлы, такие как барий, очень активно реагируют с кислородом. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла, что способствует её быстрому протеканию.
2) Ba²⁺ + CO₃²⁻ = BaCO₃
- Это реакция ионного обмена, которая происходит в водном растворе. Барий карбонат (BaCO₃) является малорастворимым соединением, поэтому при смешивании ионов Ba²⁺ и CO₃²⁻ в растворе быстро образуется осадок BaCO₃. Реакции образования осадка обычно происходят довольно быстро, но их скорость может зависеть от концентраций ионов в растворе.
3) Ba + 2H⁺ = Ba²⁺ + H₂
- Это реакция взаимодействия металла с кислотой, в данном случае с ионами водорода (H⁺). Щелочноземельные металлы, такие как барий, активно реагируют с кислотами, выделяя водород. Эта реакция также протекает довольно быстро, поскольку она экзотермическая и сопровождается выделением газа (H₂).
4) Ba + S = BaS
- Это реакция взаимодействия металла с серой. Барий активно реагирует с серой с образованием сульфида бария (BaS). Эта реакция также экзотермическая и может протекать быстро при наличии активного контакта между реагентами.
Теперь, анализируя все четыре реакции, можно сделать вывод:
- Реакции (1) и (4) — это реакции с участием твёрдого металла и газообразного или твёрдого неметалла. Эти реакции, как правило, протекают быстро из-за высокой активности бария.
- Реакция (2) — ионный обмен, который происходит почти мгновенно в растворе.
- Реакция (3) — реакция с кислотой, также очень быстрая для активных металлов.
Однако среди всех этих реакций наиболее быстро при обычных условиях будет протекать реакция с кислородом (1). Это обусловлено высокой реакционной способностью кислорода и бария, а также значительным выделением тепла, что ускоряет процесс. Таким образом, при обычных условиях с наибольшей скоростью протекает реакция:
1) 2Ba + O₂(г) = 2BaO.