Номер 3, страница 164 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 4. Закономерности протекания химических реакций и физико-химических процессов. Параграф 23. Химическое равновесие и способы его смещения - номер 3, страница 164.

Условие.

3. Сформулируйте принцип Ле Шателье. Укажите способы, с помощью которых можно сместить положение равновесия в обратимой химической реакции. Охарактеризуйте влияние каждого из этих способов на положение равновесия.

Решение.

Решение 2.

Принцип Ле Шателье

Принцип Ле Шателье (принцип подвижного равновесия) формулируется следующим образом: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру или давление), то равновесие сместится в направлении того процесса, который ослабляет это воздействие.

Ответ: При внешнем воздействии на равновесную систему равновесие смещается так, чтобы уменьшить это воздействие.

Сместить положение равновесия в обратимой химической реакции можно, изменяя концентрацию реагирующих веществ, давление (для газообразных систем) и температуру. Ниже охарактеризовано влияние каждого из этих способов.

Влияние изменения концентрации

При увеличении концентрации одного из исходных веществ (реагентов) равновесие смещается в сторону продуктов реакции (вправо), чтобы израсходовать добавленное вещество. При увеличении концентрации одного из продуктов равновесие смещается в сторону исходных веществ (влево). При уменьшении концентрации какого-либо вещества равновесие смещается в сторону его образования.

Ответ: Изменение концентрации смещает равновесие в сторону, противодействующую этому изменению: при добавлении вещества – в сторону его расходования, при удалении – в сторону его образования.

Влияние изменения давления (для газообразных систем)

Этот фактор является значимым для реакций, в которых участвуют газообразные вещества и их общее число молей в ходе реакции изменяется. При увеличении давления равновесие смещается в сторону, где общее число молей газов меньше. При уменьшении давления – в сторону, где общее число молей газов больше. Если число молей газов в левой и правой частях уравнения реакции одинаково, то изменение давления не влияет на положение равновесия. Например, для реакции $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} \rightleftharpoons 2NH_{3(г)}$ увеличение давления сместит равновесие вправо (из 4 молей газа образуется 2 моля).

Ответ: Увеличение давления смещает равновесие в сторону меньшего объема (меньшего числа молей газов), а уменьшение давления – в сторону большего объема (большего числа молей газов).

Влияние изменения температуры

Влияние температуры на положение равновесия зависит от теплового эффекта реакции ($\Delta H$). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (реакции, которая идет с поглощением тепла, $\Delta H > 0$). При понижении температуры равновесие смещается в сторону экзотермической реакции (реакции, которая идет с выделением тепла, $\Delta H < 0$). Например, для синтеза аммиака, который является экзотермической реакцией ($\Delta H < 0$), понижение температуры смещает равновесие вправо.

Ответ: Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, а понижение – в сторону экзотермической реакции.

Следует также отметить, что катализатор не смещает положение химического равновесия. Он в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции, поэтому он лишь сокращает время достижения равновесного состояния, но не изменяет его положение.