Номер 593, страница 98 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

593. Какие из утверждений верны:

а) катализаторы ускоряют только прямую реакцию;

б) катализаторы ускоряют как прямую, так и обратную реакции;

в) катализаторы ускоряют только обратную реакцию;

г) катализаторы не смещают химическое равновесие;

д) катализаторы смещают химическое равновесие влево?

Проанализируем каждое утверждение о действии катализаторов.

а) катализаторы ускоряют только прямую реакцию

Данное утверждение неверно. Катализаторы — это вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, предоставляя альтернативный реакционный путь с более низкой энергией активации ($E_a$). Этот новый путь реакции с пониженным энергетическим барьером доступен как для прямой (реагенты → продукты), так и для обратной (продукты → реагенты) реакции. Следовательно, катализатор ускоряет обе реакции, а не только прямую.

Ответ: неверно.

б) катализаторы ускоряют как прямую, так и обратную реакции

Это утверждение верно. Механизм действия катализатора заключается в снижении энергии активации. Так как и прямая, и обратная реакции в обратимом процессе проходят через один и тот же активированный комплекс (переходное состояние), катализатор в равной степени снижает энергию активации для обоих направлений. В результате скорости как прямой ($v_{пр}$), так и обратной ($v_{обр}$) реакций возрастают.

Ответ: верно.

в) катализаторы ускоряют только обратную реакцию

Это утверждение неверно по тем же причинам, что и утверждение (а). Катализатор влияет на энергетический профиль реакции симметрично, ускоряя как прямое, так и обратное превращение.

Ответ: неверно.

г) катализаторы не смещают химическое равновесие

Данное утверждение верно. Состояние химического равновесия достигается тогда, когда скорость прямой реакции становится равной скорости обратной реакции ($v_{пр} = v_{обр}$). Положение равновесия определяется константой равновесия ($K_c$), которая равна отношению константы скорости прямой реакции ($k_{пр}$) к константе скорости обратной реакции ($k_{обр}$): $K_c = \frac{k_{пр}}{k_{обр}}$. Катализатор увеличивает обе константы скорости ($k_{пр}$ и $k_{обр}$) в одинаковое число раз, поэтому их отношение, а следовательно, и константа равновесия $K_c$, не изменяется. Таким образом, катализатор не смещает положение химического равновесия, а лишь ускоряет его достижение.

Ответ: верно.

д) катализаторы смещают химическое равновесие влево?

Это утверждение неверно. Как было объяснено в пункте (г), катализаторы не влияют на константу равновесия и, соответственно, не могут смещать положение химического равновесия ни вправо (в сторону продуктов), ни влево (в сторону исходных веществ).

Ответ: неверно.

Таким образом, верными являются утверждения б) и г).