Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
CH3CH2COOCH(CH3)2(ж) + H2O(ж)⇄ CH3CH2COOH(ж) + (CH3)2CHOH(ж) − Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия:
к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | добавление твёрдой щёлочи |
| Б) | добавление воды |
| В) | повышение температуры |
| Г) | понижение давления |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
1113
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем уравнение обратимой реакции гидролиза сложного эфира (изопропилпропионата):
CH3CH2COOCH(CH3)2(ж) + H2O(ж) ⇄ CH3CH2COOH(ж) + (CH3)2CHOH(ж) − Q
Обратите внимание: реакция гидролиза сложного эфира является эндотермической (−Q), так как обратная ей реакция этерификации протекает с выделением теплоты (+Q). Все участники реакции находятся в жидкой фазе (ж).
Разберем каждое воздействие согласно принципу Ле Шателье:
А) Добавление твёрдой щёлочи.
Щёлочь (например, NaOH) вступает в необратимую химическую реакцию с одним из продуктов — пропионовой кислотой (CH3CH2COOH):
CH3CH2COOH + NaOH → CH3CH2COONa + H2O
В результате концентрация продукта (кислоты) в системе резко снижается. Согласно принципу Ле Шателье, система стремится восполнить убыль вещества, поэтому равновесие смещается в сторону образования продуктов, то есть в сторону прямой реакции (1).
Б) Добавление воды.
Вода (H2O) является исходным веществом (реагентом) в данной реакции. При увеличении концентрации исходного вещества равновесие смещается в сторону продуктов реакции, чтобы «израсходовать» избыток этого вещества. Следовательно, равновесие смещается в сторону прямой реакции (1).
В) Повышение температуры.
Реакция гидролиза является эндотермической (−Q), то есть протекает с поглощением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при нагревании системы равновесие всегда смещается в сторону эндотермической реакции (которая «забирает» лишнее тепло). В данном случае это прямая реакция (1).
Г) Понижение давления.
Давление влияет на равновесие только в тех системах, где присутствуют газообразные вещества. В данном уравнении все участники (эфир, вода, кислота и спирт) находятся в жидком агрегатном состоянии (ж). Жидкости практически несжимаемы, поэтому изменение давления не оказывает влияния на состояние равновесия в данной системе. Равновесие практически не смещается (3).
Ответ: А → 1, Б → 1, В → 1, Г → 3.
Источник: ФИПИ