Номер 2, страница 308 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 65. Принцип Ле Шателье. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 2, страница 308.

Условие.

2. Определите, в какую сторону сместится равновесие следующих реакций при увеличении температуры:

а) $2SO_2 + O_2 \rightleftharpoons 2SO_3 + Q$;

б) $NH_4Cl \rightleftharpoons NH_3 + HCl - Q$;

в) $CH_4 + H_2O \rightleftharpoons CO + 3H_2 - Q$.

Решение.

Решение 2.

Для определения направления смещения химического равновесия при изменении температуры используется принцип Ле Шателье. Согласно этому принципу, при внешнем воздействии на систему, находящуюся в состоянии равновесия, равновесие смещается в направлении, которое ослабляет это воздействие. При увеличении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (реакции, идущей с поглощением тепла, $-Q$), а при понижении температуры – в сторону экзотермической реакции (реакции, идущей с выделением тепла, $+Q$).

а) $2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{SO}_3 + Q$

В данном уравнении тепловой эффект, обозначенный как $+Q$, показывает, что прямая реакция (образование триоксида серы $SO_3$) является экзотермической, то есть протекает с выделением тепла. Следовательно, обратная реакция (разложение $SO_3$) является эндотермической. При увеличении температуры, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится в сторону эндотермической реакции, чтобы поглотить избыток тепла. В данном случае это обратная реакция.

Ответ: равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ (реагентов).

б) $\text{NH}_4\text{Cl} \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{HCl} - Q$

Тепловой эффект, обозначенный как $-Q$, указывает на то, что прямая реакция (разложение хлорида аммония $NH_4Cl$) является эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. Уравнение можно переписать как $\text{NH}_4\text{Cl} + Q \rightleftharpoons \text{NH}_3 + \text{HCl}$. При увеличении температуры система будет стремиться скомпенсировать это воздействие, и равновесие сместится в сторону реакции, которая поглощает тепло, то есть в сторону прямой реакции.

Ответ: равновесие сместится вправо, в сторону продуктов реакции.

в) $\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CO} + 3\text{H}_2 - Q$

В этом уравнении тепловой эффект $-Q$ также показывает, что прямая реакция (паровая конверсия метана) является эндотермической (идет с поглощением тепла). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции для поглощения избыточного тепла. Таким образом, равновесие сместится в сторону прямой реакции.

Ответ: равновесие сместится вправо, в сторону продуктов реакции.