Задание №22 — Теоретические основы химии
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
CO2 (г) + H2O(ж) ⇄ H+( р-р) + HCO3–( р-р) + Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| А) | добавление соляной кислоты |
| Б) | добавление твёрдого гидрокарбоната аммония |
| В) | повышение температуры |
| Г) | повышение давления |
| 1) | смещается в сторону прямой реакции |
| 2) | смещается в сторону обратной реакции |
| 3) | практически не смещается |
Правильный ответ
2221
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: CO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H+ (р-р) + HCO3− (р-р) + Q
А) Добавление соляной кислоты.
Соляная кислота (HCl) является сильным электролитом и полностью диссоциирует в растворе: HCl → H+ + Cl−. Таким образом, добавление кислоты приводит к увеличению концентрации ионов водорода H+ в системе. Согласно принципу Ле Шателье, система стремится уменьшить концентрацию добавленного вещества, поэтому равновесие смещается в сторону расхода ионов H+, то есть в сторону обратной реакции (2).
Б) Добавление твёрдого гидрокарбоната аммония.
Гидрокарбонат аммония (NH4HCO3) — это растворимая соль, которая в воде диссоциирует на ионы: NH4HCO3 → NH4+ + HCO3−. Добавление этой соли увеличивает концентрацию гидрокарбонат-ионов HCO3−, которые являются продуктами прямой реакции. Чтобы компенсировать это увеличение, система смещает равновесие в сторону их расходования — в сторону обратной реакции (2).
В) Повышение температуры.
Данная реакция является экзотермической (+Q), то есть протекает с выделением теплоты. Согласно принципу Ле Шателье, при нагревании (повышении температуры) равновесие всегда смещается в сторону эндотермической реакции (поглощения теплоты). В данном случае это обратная реакция (2).
Г) Повышение давления.
Давление влияет на равновесие только в тех системах, где участвуют газообразные вещества. В левой части уравнения находится 1 моль газа (CO2), в правой части газов нет (ионы находятся в растворе). При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газов (в сторону меньшего количества моль газа). Так как в правой части 0 моль газа, а в левой — 1 моль, равновесие сместится вправо, то есть в сторону прямой реакции (1).
Ответ: А — 2, Б — 2, В — 2, Г — 1.
Источник: ФИПИ