Номер 6, страница 49 - гдз по химии 11 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

6. Равновесие химической реакции

$2\text{NO}(\text{г}) + \text{O}_2(\text{г}) \rightleftharpoons 2\text{NO}_2(\text{г}) + \text{Q}$

сместится вправо при

1) повышении температуры

2) понижении давления

3) введении катализатора

4) уменьшении концентрации продукта реакции

Ответ: □

Поясните свой выбор.

Решение

Рассмотрим предложенное уравнение химической реакции:

$2NO(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO_2(г) + Q$

Чтобы определить, какое из воздействий сместит химическое равновесие вправо (в сторону продуктов), необходимо применить принцип Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию веществ), то равновесие сместится в направлении, которое ослабляет это воздействие.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) повышении температуры

Прямая реакция является экзотермической, так как в уравнении указано $+Q$, что означает выделение теплоты. Обратная реакция, соответственно, является эндотермической (протекает с поглощением тепла). Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, чтобы скомпенсировать нагрев. Следовательно, повышение температуры сместит равновесие влево, в сторону реагентов.

2) понижении давления

Влияние давления определяется изменением количества молей газообразных веществ. В левой части уравнения (реагенты) находятся $2 \text{ моль } NO$ и $1 \text{ моль } O_2$, что в сумме составляет $3$ моль газов. В правой части уравнения (продукты) находятся $2$ моль газа $NO_2$. При понижении давления равновесие смещается в сторону большего числа молей газов, чтобы противодействовать падению давления. Так как в левой части молей газа больше ($3 > 2$), равновесие сместится влево.

3) введении катализатора

Катализатор одинаково увеличивает скорость как прямой, так и обратной реакции. Он способствует более быстрому достижению равновесия, но не смещает его положение. Поэтому введение катализатора не влияет на смещение равновесия.

4) уменьшении концентрации продукта реакции

Продуктом реакции является диоксид азота ($NO_2$). Если уменьшить его концентрацию (например, удаляя его из реакционной смеси), система, согласно принципу Ле Шателье, будет стремиться противодействовать этому изменению. Она будет производить больше продукта, чтобы восполнить его убыль. Таким образом, равновесие сместится вправо, в сторону образования $NO_2$.

Ответ: 4. Уменьшение концентрации продукта реакции ($NO_2$) сместит равновесие вправо, так как система будет стремиться восполнить его количество, усиливая прямую реакцию.