22. Химическое равновесие

А) N₂(г) + 3H₂(г) ⇆ 2NH₃(г) + Q

Тепловой эффект: +Q (экзотермическая) → смещение вправо при уменьшении температуры.

Число молей газов: слева 4 моля  , справа 2 моля  → смещение вправо при увеличении давления
Итог: уменьшение T и увеличение P → ответ 4 

Б) N₂O₄(ж) ⇆ 2NO₂(г) - Q

Тепловой эффект: -Q (эндотермическая) → смещение вправо при увеличении температуры

Число молей газов: слева жидкость , справа 2 моля газа → смещение вправо при уменьшении  давления
Итог: увеличение T и уменьшение P → ответ 3 

В) CO₂(г) + C(тв) ⇆ 2CO(г) - Q

Тепловой эффект: -Q (эндотермическая) → смещение вправо при увеличении температуры

Число молей газов: слева 1 моль газа , справа 2 моля газа , твердый углерод не учитывается  → смещение вправо при уменьшении  давления
Итог: увеличение T и уменьшение P → ответ 3 

Г) 2HCl(г) + O₂(г) ⇆ 2H₂O(г) + 2Cl₂(г) + Q

Тепловой эффект: +Q (экзотермическая) → смещение вправо при уменьшении температуры

Число молей газов: слева 3 моля  , справа 4 моля → смещение вправо при уменьшении давления
Итог: уменьшение T и уменьшение P → ответ 2 

Правильный ответ: 4332

Вспомним, что при увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения количества газообразных веществ (меньшего числа моль газов).

А) N₂(г) + O₂(г) ⇆ 2NO(г) - Q

Изменение давления не влияет на равновесие (количество газов одинаково).

Ответ: 3 (практически не смещается).

Б) 3O₂(г) ⇆ 2O₃(г) - Q

При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего числа моль газов (к продуктам).

Ответ: 1 (в сторону прямой реакции).

В) H₂CO₃ (р-р) ⇆ CO₂(г) + H₂O(ж) - Q

При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего числа моль газов (к реагентам).

Ответ: 2 (в сторону обратной реакции).

Г) 4HCl(г) + O₂(г) ⇆ 2H₂O(г) + 2Cl₂(г) + Q

При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего числа моль газов (к продуктам).

Ответ: 1 (в сторону прямой реакции).

Правильный ответ: 3121

А) Добавление метанола (CH₃OH) : по принципу Ле Шателье: увеличение концентрации реагента смещает равновесие вправо (для уменьшения его количества). Направление: 1 (прямая реакция).

Б) Повышение давления : все вещества в системе - жидкости, их объём практически не зависит от давления. Направление: 3 (равновесие не смещается).

В) Повышение концентрации эфира (CH₃COOCH₃) : увеличение концентрации продукта смещает равновесие влево (для его расходования). Направление: 2 (обратная реакция).

Г) Добавление гидроксида натрия (NaOH) : NaOH нейтрализует уксусную кислоту:

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

Уменьшение концентрации CH₃COOH смещает равновесие влево (для её восполнения). Направление: 2 (обратная реакция).

Правильный ответ: 1322

А) Уменьшение концентрации паров брома смещает равновесие в сторону восполнения убыли Br₂, т.е. в сторону разложения PBr₅ ,в сторону исходных веществ.

Б) Увеличение концентрации трибромида фосфора смещает равновесие в сторону расхода избытка PBr₃, т.е. в сторону образования PBr₅,в сторону продуктов реакции.

В) Увеличение давления смещает равновесие в сторону меньшего числа молей газов (т.е. вправо), 1) в сторону продуктов реакции.

Г) Увеличение температуры смещает равновесие в сторону поглощения тепла (эндотермическая реакция), т.е. влево, в сторону исходных веществ.

Правильный ответ: 2112

А) при повышении давления по принципу Ле-Шателье химическое равновесие смещается в сторону той части реакции, где газов меньше. Для оценки количества газов пользуется коэффициентами перед ним. Слева 1 моль газов (сернистый газ), справа газов нет. Таким образом, при повышении давления химическое равновесие сместится в сторону прямой реакции, ответ 1;

Б) при понижении температуры по приниципу Ле-Шателье химическое равновесие смещается в сторону той части реакции, где происходит выделение тепла (экзотермическая реакция), которая обозначается "+ Q". Так как справа мы видим "- Q", то экзотермической является обратная реакция. Таким образом, при понижении температуры равновесие сместится в сторону обратной реакции, ответ 2;

В) реакция протекает в водном растворе, поэтому при добавлении твердого гидросульфита калия происходит реакция электролитической диссоциации:

KHSO₃ = K⁺ + HSO₃^-

При этом повышается концентрация гидросульфит-аниона в правой части уравнения. По принципу Ле-Шателье при повышении концентрации вещества химическое равновесие смещается в сторону той части реакции, где оно расходуется. Таким образом, при добавлении твердого гидросульфита калия химическое равновесие смещается в сторону обратной реакции, ответ 2;

Г) реакция протекает в водном растворе, поэтому при добавлении хлороводорода происходит реакция электролитической диссоциации:

HCl = H⁺ + Cl^-

При этом повышается концентрация катионов водорода в правой части уравнения. По принципу Ле-Шателье при повышении концентрации вещества химическое равновесие смещается в сторону той части реакции, где оно расходуется. Таким образом, при добавлении хлороводорода химическое равновесие смещается в сторону обратной реакции, ответ 2;

1. Вспомним, какие факторы могут смещать равновесие химической реакции:

*Равновесие реакции смещается в соответствии с принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону той реакции (прямой или обратной), которая ослабляет это воздействие (например, если нагреть систему, находящуюся в состоянии равновесия, она попытается вернуться в исходное состояние, снизив температуру).

*Введение в равновесную систему катализатора не смещает равновесие реакции, так как катализатор ускоряет прямую и обратную реакции в равной степени, что приводит к более быстрому достижению существующего равновесного состояния!

* Введение в равновесную систему щёлочи в присутствия в реагентах кислоты (например, в реакциях этерификации) приводит к уменьшению концентрации кислоты → равновесие в данном случае будет смещаться в сторону реакции, где кислота образуется.

2. Разберём каждый пункт задания:

А) Добавление твёрдого хлорида железа (III):

– сильный электролит (так как является растворимой солью), в воде диссоциирует на Fe ³⁺ и Cl ^-, что приводит к увеличению концентрации катионов железа, следовательно равновесие смещается в сторону реакции, где катионы железа (Fe ³⁺) расходуются, то есть, в данном случае, в сторону прямой реакции (1).

Б) Добавление твёрдого KF:

– сильный электролит (так как является растворимой солью), в воде диссоциирует на K ⁺ и F ^-, что приводит к увеличению концентрации анионов фтора, следовательно равновесие смещается в сторону реакции, где анионы фтора (F ^-) расходуются, то есть, в данном случае, в сторону прямой реакции (1).

В) Повышение температуры

– при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть, в данном случае, в сторону обратной реакции (2).

Г) Повышение давления

– мы видим, что ни в прямой, ни в обратной реакциях нет газообразных компонентов. Это означает, что в данном случае равновесие практически не смещается (3).

3. Запишем ответ. .