Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
C2H4(г) + H2(г) ⇄ C2H6(г) + Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | увеличение концентрации водорода |
| Б) | повышение температуры |
| В) | снижение давления |
| Г) | добавление катализатора |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
1223
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.
Рассмотрим уравнение реакции: C2H4(г) + H2(г) ⇄ C2H6(г) + Q.
Это реакция соединения, она является экзотермической (+Q — теплота выделяется).
В левой части уравнения 2 объема газов (1 моль этилена + 1 моль водорода), в правой части — 1 объем газа (1 моль этана).
Разберем каждое воздействие:
А) Увеличение концентрации водорода.
Водород (H2) является исходным веществом (реагентом). Согласно принципу Ле Шателье, при увеличении концентрации реагентов система стремится их израсходовать. Расход реагентов происходит в ходе прямой реакции (образование этана).
Следовательно, равновесие смещается в сторону прямой реакции (1).
Б) Повышение температуры.
Данная реакция экзотермическая (+Q), то есть протекает с выделением теплоты. При нагревании система стремится поглотить избыточное тепло. Поглощение теплоты происходит при протекании эндотермической реакции (обратной).
Следовательно, равновесие смещается в сторону обратной реакции (2).
В) Снижение давления.
При снижении давления система стремится его увеличить, смещаясь в сторону того процесса, который ведет к образованию большего количества молей газов.
Слева — 2 моль газа, справа — 1 моль газа. Больший объем газов находится слева.
Следовательно, равновесие смещается в сторону обратной реакции (2).
Г) 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 (3).
Ответ: А → 1, Б → 2, В → 2, Г → 3.
Источник: ФИПИ