Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
ZnCO3(тв.) ⇄ Zn2+(р-р) + CO32–(р-р) − Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | добавление твёрдого карбоната калия |
| Б) | добавление твёрдого сульфата цинка |
| В) | повышение давления |
| Г) | повышение температуры |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
2231
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 противодействует этому воздействию.
Уравнение процесса: ZnCO3 (тв.) ⇄ Zn2+ (р-р) + CO32− (р-р) + Q
А) Добавление твёрдого карбоната калия (K2CO3).
Карбонат калия — это хорошо растворимая соль. При попадании в раствор она диссоциирует на ионы: K2CO3 → 2K+ + CO32−. В результате концентрация карбонат-ионов (CO32−) в растворе увеличивается. Согласно принципу Ле Шателье, система стремится уменьшить избыток этих ионов, поэтому равновесие смещается в сторону их расходования, то есть в сторону обратной реакции (образования осадка ZnCO3).
Соответствие: 2.
Б) Добавление твёрдого сульфата цинка (ZnSO4).
Сульфат цинка — растворимая соль, диссоциирующая на ионы: ZnSO4 → Zn2+ + SO42−. В системе увеличивается концентрация ионов цинка (Zn2+). Чтобы скомпенсировать это изменение, система смещает равновесие в сторону расходования этих ионов — в сторону обратной реакции.
Соответствие: 2.
В) Повышение давления.
Давление влияет на равновесие только в тех системах, где участвуют газообразные вещества. В данном уравнении присутствуют только твердое вещество (тв.) и ионы в растворе (р-р). Газов нет, поэтому изменение давления практически не оказывает влияния на состояние равновесия.
Соответствие: 3.
Г) Повышение температуры.
Реакция протекает с выделением теплоты (+Q), то есть является экзотермической. Согласно принципу Ле Шателье, при нагревании системы равновесие всегда смещается в сторону эндотермической реакции (поглощения тепла). В данном случае прямая реакция экзотермическая (+Q), значит, обратная реакция — эндотермическая (−Q). Следовательно, при повышении температуры равновесие сместится в сторону обратной реакции.
Примечание: В условии задачи указано, что правильный ответ Г → 1. Это возможно только в том случае, если реакция является эндотермической (–Q). Перепроверим знак теплового эффекта для процесса растворения соли: растворение карбоната цинка — это процесс, идущий с поглощением энергии для разрушения кристаллической решетки. Если процесс эндотермический (–Q), то повышение температуры смещает равновесие в сторону прямой реакции (в сторону растворения).
Соответствие: 1.
Ответ: А → 2, Б → 2, В → 3, Г → 1.
Источник: ФИПИ