Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
СН4(г) + Н2О(г) 
СО(г) + 3Н2(г) <?xml:namespace prefix = m ns = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" /> Q
и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | повышение давления |
| Б) | повышение температуры |
| В) | увеличение концентрации метана |
| Г) | увеличение концентрации оксида углерода(II) |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | не происходит смещения равновесия |
Правильный ответ
2112
Пояснение
Решение.
Для решения данной задачи воспользуемся принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.
Уравнение реакции: CH4(г) + H2O(г) ⇄ CO(г) + 3H2(г) – Q
Разберем каждое воздействие по порядку:
А) Повышение давления.
При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газов (меньшего количества моль газов).
Слева (в исходных веществах) имеем: 1 моль CH4 + 1 моль H2O = 2 моль газа.
Справа (в продуктах) имеем: 1 моль CO + 3 моль H2 = 4 моль газа.
Так как 2 < 4, при повышении давления равновесие сместится в сторону меньшего объема, то есть влево — в сторону обратной реакции.
Соответствие: 2.
Б) Повышение температуры.
Данная реакция является эндотермической (– Q), то есть протекает с поглощением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при нагревании системы равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (которая поглощает избыточное тепло).
Следовательно, равновесие сместится вправо — в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
В) Увеличение концентрации метана.
Метан (CH4) является исходным веществом (реагентом). При увеличении концентрации одного из исходных веществ система стремится его израсходовать. Равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
Следовательно, равновесие сместится вправо — в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
Г) Увеличение концентрации оксида углерода(II).
Оксид углерода(II) (CO) является продуктом реакции. При увеличении концентрации продукта система стремится его переработать, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
Следовательно, равновесие сместится влево — в сторону обратной реакции.
Соответствие: 2.
Ответ: А → 2, Б → 1, В → 1, Г → 2.
Источник: ФИПИ