Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
C3H6(г) + H2(г) ⇄ C3H8(г) + Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | понижение температуры |
| Б) | повышение давления |
| В) | добавление катализатора |
| Г) | уменьшение концентрации водорода |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
1132
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: C3H6(г) + H2(г) ⇄ C3H8(г) + Q
Разберем каждое воздействие по порядку:
А) Понижение температуры.
Данная реакция является экзотермической (+Q), то есть протекает с выделением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при охлаждении (понижении температуры) система стремится компенсировать потерю тепла и смещает равновесие в сторону выделения теплоты — то есть в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
Б) Повышение давления.
Давление влияет на системы, в которых участвуют газообразные вещества. Посчитаем количество моль газов в левой и правой частях уравнения:
Слева: 1 моль C3H6 + 1 моль H2 = 2 моль газа.
Справа: 1 моль C3H8 = 1 моль газа.
При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема (меньшего количества моль газов), чтобы уменьшить это давление. В данной системе меньше газов справа (1 < 2), значит, равновесие смещается в сторону прямой реакции.
Соответствие: 1.
В) Добавление катализатора.
Катализатор — это вещество, которое ускоряет и прямую, и обратную реакции в равной степени. Он помогает системе быстрее достичь состояния равновесия, но не влияет на положение самого равновесия.
Соответствие: 3.
Г) Уменьшение концентрации водорода.
Водород (H2) является исходным веществом (реагентом). Если мы уменьшаем концентрацию какого-либо вещества, система стремится восполнить его нехватку. Для этого должна протекать та реакция, в которой это вещество образуется. Водород образуется в результате обратной реакции (разложения пропана). Следовательно, равновесие сместится влево.
Соответствие: 2.
Ответ: А → 1, Б → 1, В → 3, Г → 2.
Источник: ФИПИ