Номер 8, страница 125 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

8. В какую сторону сместится химическое равновесие $2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2SO_{3(г)} + Q$:

а) при охлаждении реакционной смеси;

б) при увеличении концентрации кислорода;

в) при использовании катализатора;

г) при увеличении давления?

Для определения направления смещения химического равновесия в реакции $2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftarrows 2SO_{3(г)} + Q$ воспользуемся принципом Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию веществ), то равновесие сместится в том направлении, которое ослабляет это воздействие.

а) при охлаждении реакционной смеси

Прямая реакция ($2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$) является экзотермической, так как сопровождается выделением теплоты (обозначено как $+Q$). Следовательно, обратная реакция будет эндотермической (поглощать теплоту). Согласно принципу Ле Шателье, при понижении температуры (охлаждении) равновесие смещается в сторону экзотермической реакции, чтобы скомпенсировать потерю тепла. Таким образом, равновесие сместится в сторону образования продуктов.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону прямой реакции (образования $SO_3$).

б) при увеличении концентрации кислорода

Кислород ($O_2$) является одним из исходных веществ. Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации одного из реагентов равновесие смещается в сторону его расходования, то есть в сторону прямой реакции. Система стремится уменьшить концентрацию добавленного кислорода, превращая его в продукт.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону прямой реакции (образования $SO_3$).

в) при использовании катализатора

Катализатор — вещество, ускоряющее химическую реакцию, но не влияющее на положение химического равновесия. Он в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции, поэтому состояние равновесия достигается быстрее, но само равновесие не смещается ни вправо, ни влево.

Ответ: Равновесие не сместится.

г) при увеличении давления

Влияние давления на равновесие зависит от изменения числа молей газообразных веществ в ходе реакции. Посчитаем количество молей газов в левой и правой частях уравнения. В левой части (реагенты): $2$ моль $SO_{2(г)}$ + $1$ моль $O_{2(г)}$ = $3$ моля газа. В правой части (продукты): $2$ моль $SO_{3(г)}$ = $2$ моля газа. Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения общего числа молей газов, так как это приводит к уменьшению объёма и, следовательно, к снижению давления. В данном случае это направление прямой реакции.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону прямой реакции (образования $SO_3$).