Номер 7, страница 125 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

7. Как влияет уменьшение объёма системы на положение равновесия реакций, при протекании которых общее количество (моль) газообразных продуктов возрастает?

Влияние изменения объема (и, следовательно, давления) на химическое равновесие описывается принципом Ле Шателье – Брауна. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказывается внешнее воздействие (изменение температуры, давления или концентрации), то равновесие смещается в направлении, которое ослабляет это воздействие.

В данном случае внешним воздействием является уменьшение объёма системы. Для газов уменьшение объёма при постоянной температуре приводит к увеличению их концентраций и, как следствие, к увеличению общего давления в системе.

Чтобы противодействовать этому увеличению давления, система стремится сместить равновесие в сторону, где образуется меньшее количество моль газообразных веществ, так как меньшее количество частиц газа в том же объёме будет создавать меньшее давление.

В условии задачи сказано, что реакция протекает с возрастанием общего количества (моль) газообразных продуктов. Это означает, что в прямой реакции число моль газообразных продуктов больше, чем число моль газообразных реагентов. Обозначим это как $\Delta n_{газ} > 0$.Рассмотрим обобщенную реакцию:$aA(г) + bB(г) \rightleftharpoons cC(г) + dD(г)$Условие возрастания количества моль газа означает, что сумма стехиометрических коэффициентов продуктов больше суммы коэффициентов реагентов: $(c + d) > (a + b)$.

Прямая реакция (слева направо) ведёт к увеличению числа моль газа и, следовательно, к увеличению давления.Обратная реакция (справа налево) ведёт к уменьшению числа моль газа и, следовательно, к уменьшению давления.

Поскольку уменьшение объёма вызвало увеличение давления, система сместит равновесие в сторону обратной реакции, чтобы скомпенсировать это изменение, то есть уменьшить давление. Таким образом, равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ (реагентов).

Пример: реакция диссоциации пентахлорида фосфора:$PCl_5(г) \rightleftharpoons PCl_3(г) + Cl_2(г)$Здесь из 1 моль газа-реагента образуется 2 моль газов-продуктов ($1 \text{ моль} \rightarrow 2 \text{ моль}$). Уменьшение объёма (увеличение давления) сместит равновесие влево, в сторону образования $PCl_5$.

Ответ: Уменьшение объёма системы (что эквивалентно увеличению давления) смещает химическое равновесие в сторону реакции, ведущей к уменьшению общего количества моль газообразных веществ. Для реакций, протекающих с увеличением числа моль газов, это означает смещение равновесия влево, в сторону исходных веществ (реагентов).