Номер 7, страница 335 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 70. Производство серной кислоты. Глава 7. Химическая технология - номер 7, страница 335.

Условие.

7. Как влияет температура на смещение равновесия и скорость реакции окисления сернистого газа в серный ангидрид?

Решение.

Решение 2.

Решение

Реакция окисления сернистого газа (диоксида серы, $SO_2$) в серный ангидрид (триоксид серы, $SO_3$) является обратимой и экзотермической, то есть протекает с выделением теплоты. Уравнение реакции:

$2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2SO_{3(г)} + Q$

Скорость реакции

Согласно кинетическим законам, в частности правилу Вант-Гоффа, повышение температуры всегда увеличивает скорость любой химической реакции (как прямой, так и обратной). Это происходит потому, что с ростом температуры увеличивается кинетическая энергия молекул. В результате возрастает частота их столкновений и, что более важно, доля эффективных столкновений, то есть тех, энергия которых достаточна для преодоления активационного барьера.

Смещение равновесия

Влияние температуры на положение химического равновесия определяется принципом Ле Шателье. Согласно этому принципу, при внешнем воздействии на равновесную систему, равновесие смещается в направлении, ослабляющем это воздействие.

Поскольку прямая реакция образования $SO_3$ является экзотермической (протекает с выделением тепла, $+Q$):

• Повышение температуры (нагревание) будет ослабляться процессом, поглощающим тепло. Таким процессом является эндотермическая обратная реакция. Следовательно, равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ ($SO_2$ и $O_2$).
• Понижение температуры (охлаждение) будет ослабляться процессом, выделяющим тепло. Таким процессом является экзотермическая прямая реакция. Следовательно, равновесие сместится вправо, в сторону продукта реакции ($SO_3$).

Ответ: Повышение температуры увеличивает скорость реакции, но смещает равновесие в сторону исходных веществ (влево), уменьшая выход продукта. Понижение температуры уменьшает скорость реакции, но смещает равновесие в сторону продукта (вправо), увеличивая его выход.