Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
Fe3O4(тв.) + H2(г) ⇄ 3FeO(тв.) + H2O(г) – Q
и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | понижение давления |
| Б) | добавление катализатора |
| В) | понижение температуры |
| Г) | увеличение концентрации паров воды |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
3322
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 реакции: Fe3O4(тв.) + H2(г) ⇄ 3FeO(тв.) + H2O(г) – Q
А) Понижение давления.
Давление влияет на равновесие только в том случае, если в реакции участвуют газообразные вещества и их количество (число моль) в левой и правой частях уравнения различно.
В левой части уравнения 1 моль газа (H2), в правой части — 1 моль газа (H2O). Твердые вещества (Fe3O4 и FeO) на давление не влияют. Так как объемы газов до и после реакции равны (1 = 1), изменение давления практически не смещает равновесие.
Соответствие: 3.
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.
Соответствие: 3.
В) Понижение температуры.
Данная реакция является эндотермической (– Q), то есть протекает с поглощением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при охлаждении (понижении температуры) система стремится выделить теплоту. Следовательно, равновесие смещается в сторону экзотермической реакции (в данном случае — в сторону обратной реакции, которая идет с выделением теплоты + Q).
Соответствие: 2.
Г) Увеличение концентрации паров воды.
Пары воды (H2O) являются продуктом реакции (находятся в правой части уравнения). При увеличении концентрации продукта система стремится его израсходовать. Равновесие смещается в сторону реагентов, то есть в сторону обратной реакции.
Соответствие: 2.
Ответ: А — 3, Б — 3, В — 2, Г — 2.
Источник: ФИПИ