Номер 5, страница 309 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 65. Принцип Ле Шателье. Глава 6. Теоретическое описание химических реакций - номер 5, страница 309.

Условие.

5. На рисунке 157, б изображены равновесные количества веществ в системе $2\text{NO}_2\,(\text{г}) \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}_4\,(\text{г})$ при давлениях $p_1$ и $p_2$. Определите, какое давление больше, $p_1$ или $p_2$.

б) $\text{N}_2\text{O}_4$ — $\text{NO}_2$

Решение.

Решение 2.

б) Для ответа на вопрос необходимо проанализировать представленную химическую систему и применить принцип Ле Шателье.

В системе протекает обратимая реакция димеризации диоксида азота:

$$2NO_2(г) \rightleftharpoons N_2O_4(г)$$

Согласно уравнению реакции, из 2 молей газообразного вещества ($NO_2$) образуется 1 моль газообразного вещества ($N_2O_4$). Таким образом, прямая реакция протекает с уменьшением общего числа молей газа в системе.

В соответствии с принципом Ле Шателье, увеличение внешнего давления на систему смещает химическое равновесие в сторону реакции, которая приводит к уменьшению объёма, то есть к уменьшению числа молей газа. В данном случае повышение давления будет смещать равновесие вправо, в сторону образования $N_2O_4$. Соответственно, понижение давления будет смещать равновесие влево, в сторону образования $NO_2$.

Теперь проанализируем состояние системы в двух сосудах, подсчитав количество молекул каждого вещества:

В сосуде при давлении $p_1$:
Количество молекул $NO_2$ = 4.
Количество молекул $N_2O_4$ = 4.

В сосуде при давлении $p_2$:
Количество молекул $NO_2$ = 8.
Количество молекул $N_2O_4$ = 2.

Сравнивая состав смеси в обоих сосудах, мы видим, что в сосуде при давлении $p_1$ относительная доля тетраоксида диазота ($N_2O_4$) выше, чем в сосуде при давлении $p_2$. Это означает, что при давлении $p_1$ равновесие сильнее смещено в сторону продуктов реакции (вправо), что характерно для более высокого давления.

Следовательно, давление $p_1$ больше давления $p_2$. Это также подтверждается тем, что объём газа в первом сосуде визуально меньше, чем во втором, что соответствует более высокому давлению (согласно закону Бойля-Мариотта).

Ответ: Давление $p_1$ больше, чем давление $p_2$ ($p_1 > p_2$).