Номер 4, страница 49 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

4. При повышении давления химическое равновесие сместится вправо в системе

1) $2SO_2(\text{г}) + O_2(\text{г}) \rightleftharpoons 2SO_3(\text{г})$

2) $CH_4(\text{г}) + CO_2(\text{г}) \rightleftharpoons 2CO(\text{г}) + 2H_2(\text{г})$

3) $2H_2O(\text{г}) + 2Cl_2(\text{г}) \rightleftharpoons 4HCl(\text{г}) + O_2(\text{г})$

4) $N_2(\text{г}) + O_2(\text{г}) \rightleftharpoons 2NO(\text{г})$

Ответ:

Поясните свой выбор. ___________

Для определения направления смещения химического равновесия при повышении давления необходимо применить принцип Ле Шателье. Согласно этому принципу, увеличение внешнего давления на систему, находящуюся в равновесии, смещает равновесие в сторону реакции, которая приводит к уменьшению общего числа молей газообразных веществ (т.е. к уменьшению объема).

Таким образом, для того чтобы равновесие сместилось вправо (в сторону продуктов), необходимо, чтобы сумма молей газообразных продуктов была меньше суммы молей газообразных реагентов.

Решение

Проанализируем каждую из предложенных систем:

1) $2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г)$

Сумма молей газообразных веществ в левой части (реагенты): $2 \text{ моль } SO_2 + 1 \text{ моль } O_2 = 3$ моль.
Количество молей газообразных веществ в правой части (продукты): $2$ моль $SO_3$.
Поскольку число молей газа уменьшается ($3 \rightarrow 2$), повышение давления сместит равновесие вправо, в сторону образования продуктов.

2) $CH_4(г) + CO_2(г) \rightleftharpoons 2CO(г) + 2H_2(г)$

Сумма молей газообразных веществ в левой части (реагенты): $1 \text{ моль } CH_4 + 1 \text{ моль } CO_2 = 2$ моль.
Количество молей газообразных веществ в правой части (продукты): $2 \text{ моль } CO + 2 \text{ моль } H_2 = 4$ моль.
Поскольку число молей газа увеличивается ($2 \rightarrow 4$), повышение давления сместит равновесие влево, в сторону исходных веществ.

3) $2H_2O(г) + 2Cl_2(г) \rightleftharpoons 4HCl(г) + O_2(г)$

Сумма молей газообразных веществ в левой части (реагенты): $2 \text{ моль } H_2O + 2 \text{ моль } Cl_2 = 4$ моль.
Количество молей газообразных веществ в правой части (продукты): $4 \text{ моль } HCl + 1 \text{ моль } O_2 = 5$ моль.
Поскольку число молей газа увеличивается ($4 \rightarrow 5$), повышение давления сместит равновесие влево, в сторону исходных веществ.

4) $N_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO(г)$

Сумма молей газообразных веществ в левой части (реагенты): $1 \text{ моль } N_2 + 1 \text{ моль } O_2 = 2$ моль.
Количество молей газообразных веществ в правой части (продукты): $2$ моль $NO$.
Поскольку число молей газа не изменяется ($2 \rightarrow 2$), изменение давления не повлияет на положение равновесия в данной системе.

Пояснение выбора

Выбор основан на анализе изменения числа молей газообразных веществ в ходе реакции. Повышение давления смещает равновесие вправо только в том случае, когда реакция образования продуктов сопровождается уменьшением числа молей газа. Этому условию удовлетворяет только первая система, где из 3 молей газообразных реагентов образуется 2 моля газообразного продукта.

Ответ: 1