Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
4HCl(г) + O2(г) 
<?xml:namespace prefix = m ns = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" /> 2H2O(г) + 2Cl2(г) + Q
и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | увеличение концентрации хлороводорода |
| Б) | уменьшение концентрации хлора |
| В) | понижение температуры |
| Г) | понижение давления |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
1112
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи воспользуемся принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.
Уравнение реакции: 4HCl (г) + O2 (г) ⇄ 2H2O (г) + 2Cl2 (г) + Q
Разберем каждое воздействие по порядку:
А) Увеличение концентрации хлороводорода (HCl).
Хлороводород является исходным веществом (реагентом). Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации одного из исходных веществ система стремится его израсходовать. Следовательно, равновесие смещается в сторону продуктов реакции, то есть в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
Б) Уменьшение концентрации хлора (Cl2).
Хлор является продуктом реакции. При уменьшении концентрации продукта система стремится восполнить его нехватку. Для этого должна протекать реакция, в ходе которой хлор образуется. Это прямая реакция.
Соответствие: 1.
В) Понижение температуры.
Данная реакция является экзотермической (+Q), то есть протекает с выделением теплоты. При понижении температуры система стремится компенсировать охлаждение и начинает выделять тепло. Выделение теплоты происходит при протекании прямой реакции. Таким образом, равновесие смещается в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
Г) Понижение давления.
Давление влияет на системы, в которых участвуют газы. Посчитаем количество молей газов в левой и правой частях уравнения:
Слева (исходные вещества): 4 моль HCl + 1 моль O2 = 5 моль газа.
Справа (продукты): 2 моль H2O + 2 моль Cl2 = 4 моль газа.
При понижении давления равновесие смещается в сторону большего объема (большего количества молей газа), чтобы увеличить давление. В данной системе больше молей газа слева (5 > 4), значит, равновесие сместится в сторону обратной реакции.
Соответствие: 2.
Ответ: А — 1, Б — 1, В — 1, Г — 2.
Источник: ФИПИ