Номер 866, страница 141 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

866. Как повлияют на равновесие в системе

$H_{2(\text{г})} + I_{2(\text{г})} \rightleftharpoons 2HI_{(\text{г})} - Q:$

а) увеличение давления;

б) повышение температуры;

в) понижение молярной концентрации йодоводорода;

г) повышение молярной концентрации водорода;

д) внесение в реакционный сосуд катализатора?

Для анализа смещения химического равновесия в системе $H_{2(г)} + I_{2(г)} \rightleftharpoons 2HI_{(г)} - Q$ воспользуемся принципом Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывается внешнее воздействие (изменение концентрации, температуры, давления), то равновесие смещается в направлении, которое ослабляет это воздействие.

Заданная реакция является эндотермической в прямом направлении (протекает с поглощением теплоты, $\Delta H > 0$), так как в уравнении указано "-Q".

а) увеличение давления;

Решение:

Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего числа молей газообразных веществ. В данной реакции число молей газов в левой части уравнения равно $1 \text{ моль } H_2 + 1 \text{ моль } I_2 = 2 \text{ моль}$, а в правой части также равно $2 \text{ моль } HI$. Так как число молей газообразных веществ в левой и правой частях уравнения одинаково ($\Delta n = 2 - 2 = 0$), изменение давления не приводит к смещению химического равновесия.

Ответ: Увеличение давления не повлияет на равновесие в данной системе.

б) повышение температуры;

Решение:

Прямая реакция ($H_2 + I_2 \rightarrow 2HI$) является эндотермической, так как протекает с поглощением тепла (обозначено как -Q). Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть в сторону, которая поглощает тепло. В данном случае это прямая реакция.

Ответ: Повышение температуры сместит равновесие вправо, в сторону образования йодоводорода ($HI$).

в) понижение молярной концентрации йодоводорода;

Решение:

Йодоводород ($HI$) является продуктом реакции. Согласно принципу Ле Шателье, при уменьшении концентрации продукта равновесие смещается в сторону образования этого продукта, чтобы восполнить его убыль. Следовательно, равновесие сместится вправо.

Ответ: Понижение молярной концентрации йодоводорода сместит равновесие вправо, в сторону продуктов реакции.

г) повышение молярной концентрации водорода;

Решение:

Водород ($H_2$) является исходным веществом (реагентом). Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации исходного вещества равновесие смещается в сторону его расходования, то есть в сторону продуктов реакции. Следовательно, равновесие сместится вправо.

Ответ: Повышение молярной концентрации водорода сместит равновесие вправо, в сторону продуктов реакции.

д) внесение в реакционный сосуд катализатора?

Решение:

Катализатор — это вещество, которое ускоряет как прямую, так и обратную реакции в одинаковой степени. Он помогает системе быстрее достичь состояния равновесия, но не изменяет его положение (не влияет на равновесные концентрации и выход продуктов). Поэтому катализатор не смещает химическое равновесие.

Ответ: Внесение катализатора не повлияет на равновесие в системе, а лишь ускорит его достижение.