Номер 6, страница 147 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Тестовые задания к главе 4. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 6, страница 147.

Условие.

6. Равновесие $C_2H_6 \rightleftharpoons C_2H_4 + H_2 - Q$ сместится в сторону продуктов реакции при

1) уменьшении общего давления

2) охлаждении

3) добавлении $H_2$

4) добавлении катализатора

Решение.

Решение 2.

Решение

Рассмотрим химическое равновесие, представленное уравнением: $C_2H_6 \rightleftharpoons C_2H_4 + H_2 - Q$. Чтобы определить, какое из предложенных воздействий сместит равновесие в сторону продуктов реакции (вправо), необходимо применить принцип Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздейстье, то равновесие сместится в направлении, ослабляющем это воздействие.

Проанализируем данную реакцию:

Влияние давления: В левой части уравнения находится 1 моль газообразного вещества ($C_2H_6$), а в правой — 2 моля газообразных веществ ($C_2H_4$ и $H_2$). Таким образом, прямая реакция идет с увеличением общего числа молей газов в системе.

Влияние температуры: Запись "$-Q$" в уравнении реакции указывает на то, что прямая реакция является эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. Следовательно, обратная реакция будет экзотермической (протекать с выделением тепла).

Теперь разберем каждый из предложенных вариантов.

1) уменьшении общего давления

Согласно принципу Ле Шателье, понижение давления в системе смещает равновесие в сторону реакции, которая ведет к увеличению числа молей газов. В данном случае это прямая реакция ($1 \text{ моль} \rightarrow 2 \text{ моль}$). Следовательно, уменьшение давления сместит равновесие вправо, в сторону образования продуктов $C_2H_4$ и $H_2$.

Ответ: равновесие сместится в сторону продуктов реакции.

2) охлаждении

Прямая реакция является эндотермической. Согласно принципу Ле Шателье, охлаждение (понижение температуры) смещает равновесие в сторону экзотермической реакции, чтобы система могла скомпенсировать потерю тепла. В данном случае экзотермической является обратная реакция. Таким образом, охлаждение сместит равновесие влево, в сторону исходного вещества $C_2H_6$.

Ответ: равновесие сместится в сторону исходного вещества.

3) добавлении H₂

Водород ($H_2$) является продуктом реакции. Согласно принципу Ле Шателье, увеличение концентрации продукта смещает равновесие в сторону его расходования, то есть в сторону обратной реакции. Равновесие сместится влево, в сторону образования $C_2H_6$.

Ответ: равновесие сместится в сторону исходного вещества.

4) добавлении катализатора

Катализатор — это вещество, которое ускоряет достижение равновесия, так как в одинаковой степени увеличивает скорость и прямой, и обратной реакций. Однако катализатор не влияет на положение самого равновесия, то есть не смещает его ни вправо, ни влево.

Ответ: положение равновесия не изменится.

Итоговый вывод: единственным условием из перечисленных, которое приведет к смещению равновесия в сторону продуктов реакции, является уменьшение общего давления.