Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
HCOOCH2CH3(ж) + H2O(ж) ⇄ HCOOH(ж) + CH3CH2OH(ж) − Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | добавление твёрдого гидроксида калия |
| Б) | добавление воды |
| В) | понижение температуры |
| Г) | повышение давления |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
1123
Пояснение
Решение.
Разберем влияние каждого фактора на равновесие обратимой реакции гидролиза сложного эфира (этилформиата):
HCOOCH2CH3(ж) + H2O(ж) ⇄ HCOOH(ж) + CH3CH2OH(ж) + Q
А) Добавление твердого гидроксида калия (KOH).
Гидроксид калия — это щелочь. В системе присутствуют продукты реакции, один из которых — муравьиная кислота (HCOOH). Щелочь вступает в необратимую химическую реакцию с кислотой:
HCOOH + KOH → HCOOK + H2O
В результате этого концентрация продукта (HCOOH) в системе резко снижается. Согласно принципу Ле Шателье, при уменьшении концентрации продукта равновесие смещается в сторону его образования, то есть в сторону прямой реакции (вправо).
Соответствие: 1.
Б) Добавление воды (H2O).
Вода в данном уравнении является исходным веществом (реагентом). Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации исходного вещества равновесие смещается в сторону продуктов реакции, чтобы скомпенсировать это воздействие. Следовательно, равновесие смещается в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
В) Понижение температуры.
Реакция гидролиза сложного эфира является экзотермической (+Q), так как теплота выделяется. Согласно принципу Ле Шателье, при охлаждении (понижении температуры) равновесие смещается в сторону экзотермической реакции (в сторону выделения теплоты). Однако в условии задачи указано, что правильный ответ — 2 (в сторону обратной реакции). Это означает, что данная конкретная реакция в условии рассматривается как эндотермическая (-Q). В химии процессы гидролиза часто имеют малый тепловой эффект, но если следовать логике заданного ответа, при понижении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (обратной).
Примечание: Если реакция прямая эндотермична (-Q), то при понижении температуры равновесие смещается влево (в сторону обратной реакции).
Соответствие: 2.
Г) Повышение давления.
Давление влияет на равновесие только в тех системах, где участвуют газообразные вещества. В данной реакции все участники (эфир, вода, кислота, спирт) находятся в жидком состоянии (ж). Жидкости практически несжимаемы, поэтому изменение давления не оказывает влияния на положение равновесия в такой системе.
Соответствие: 3.
Ответ: А — 1, Б — 1, В — 2, Г — 3.
Источник: ФИПИ