Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
C (тв.) + 2H2(г) ⇄ CH4(г) + Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | уменьшение концентрации водорода |
| Б) | добавление катализатора |
| В) | повышение давления |
| Г) | снижение температуры |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
2311
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: C (тв.) + 2H2 (г) ⇄ CH4 (г) + Q
Разберем каждое воздействие по порядку:
А) Уменьшение концентрации водорода.
Водород (H2) является исходным веществом (реагентом). Согласно принципу Ле Шателье, при уменьшении концентрации вещества система стремится восполнить его нехватку. Равновесие смещается в сторону той реакции, где это вещество образуется, то есть в сторону обратной реакции (влево).
Соответствие: 2.
Б) Добавление катализатора.
Катализатор ускоряет и прямую, и обратную реакции в равной степени. Он помогает системе быстрее достичь состояния равновесия, но не влияет на положение самого равновесия. Следовательно, равновесие практически не смещается.
Соответствие: 3.
В) Повышение давления.
Давление влияет только на газы. Посчитаем количество молей газов в левой и правой частях уравнения:
Слева: 2 моль газа (2H2), углерод — твердое вещество, его не учитываем.
Справа: 1 моль газа (CH4).
При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газов (меньшего количества молей), чтобы уменьшить это давление. В данной системе меньше молей газа справа (1 < 2), значит, равновесие смещается в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
Г) Снижение температуры.
Реакция является экзотермической (+Q), то есть протекает с выделением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при охлаждении (снижении температуры) система стремится нагреться и смещает равновесие в сторону выделения теплоты (экзотермической реакции). В данном случае это прямая реакция.
Соответствие: 1.
Ответ: А → 2, Б → 3, В → 1, Г → 1.
Источник: ФИПИ