Номер 590, страница 97 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

590. Как нужно изменить давление, температуру, молярную концентрацию исходных веществ и продуктов реакции для смещения равновесия вправо:

a) $N_2\text{(г)} + O_2\text{(г)} \rightleftharpoons 2NO\text{(г)} - Q;$

б) $CO\text{(г)} + Cl_2\text{(г)} \rightleftharpoons COCl_2\text{(г)} + Q?$

Для определения условий смещения химического равновесия воспользуемся принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию веществ), то равновесие сместится в том направлении, которое ослабляет это воздействие.

а) $ N_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2NO_{(г)} - Q $

Данная реакция является эндотермической, так как протекает с поглощением теплоты (обозначено как $ -Q $, что соответствует $ \Delta H > 0 $). Для смещения равновесия вправо, то есть в сторону продуктов, необходимо рассмотреть влияние каждого фактора.

Давление: В левой части уравнения суммарное количество молей газообразных веществ равно $ 1 + 1 = 2 $ моль. В правой части уравнения количество молей газообразного вещества также равно $ 2 $ моль. Поскольку реакция протекает без изменения общего числа молей газов, изменение давления не приводит к смещению химического равновесия.

Температура: Так как прямая реакция эндотермическая (идет с поглощением тепла), согласно принципу Ле Шателье, повышение температуры сместит равновесие вправо, в сторону образования продуктов.

Концентрация: Для смещения равновесия вправо необходимо увеличить концентрацию исходных веществ ($ N_2 $ и/или $ O_2 $) или уменьшить концентрацию продукта реакции ($ NO $). Увеличение концентрации реагентов усиливает прямую реакцию, а уменьшение концентрации продукта ослабляет обратную реакцию.

Ответ: для смещения равновесия вправо необходимо повысить температуру, увеличить концентрацию исходных веществ ($ N_2 $ и/или $ O_2 $) и/или уменьшить концентрацию продукта ($ NO $). Изменение давления не влияет на положение равновесия в данной системе.

б) $ CO_{(г)} + Cl_{2(г)} \rightleftharpoons COCl_{2(г)} + Q $

Данная реакция является экзотермической, так как протекает с выделением теплоты (обозначено как $ +Q $, что соответствует $ \Delta H < 0 $). Рассмотрим влияние каждого фактора для смещения равновесия вправо.

Давление: В левой части уравнения суммарное количество молей газообразных веществ равно $ 1 + 1 = 2 $ моль. В правой части уравнения количество молей газообразного вещества равно $ 1 $ моль. Прямая реакция идет с уменьшением объема (числа молей газов). Согласно принципу Ле Шателье, повышение давления смещает равновесие в сторону меньшего объема, то есть вправо.

Температура: Так как прямая реакция экзотермическая (идет с выделением тепла), понижение температуры сместит равновесие вправо, в сторону продуктов реакции.

Концентрация: Чтобы сместить равновесие вправо, следует увеличить концентрацию исходных веществ ($ CO $ и/или $ Cl_2 $) или уменьшить концентрацию продукта реакции ($ COCl_2 $).

Ответ: для смещения равновесия вправо необходимо повысить давление, понизить температуру, увеличить концентрацию исходных веществ ($ CO $ и/или $ Cl_2 $) и/или уменьшить концентрацию продукта ($ COCl_2 $).