Номер 4, страница 102 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 14. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие. Глава 4. Химические реакции - номер 4, страница 102.

Условие.

4. Ниже приведены схемы некоторых реакций. Преобразуйте данные схемы в уравнения обратимых реакций и определите, в какую сторону сместится равновесие: а) при повышении температуры; б) при повышении давления.

$N_2 \text{(г.)} + O_2 \text{(г.)} \rightleftharpoons NO \text{(г.)} - Q$

$SO_2 \text{(г.)} + O_2 \text{(г.)} \rightleftharpoons SO_3 \text{(г.)} + Q$

$CaCO_3 \text{(тв.)} \rightleftharpoons CaO \text{(тв.)} + CO_2 \text{(г.)} - Q$

$NO_2 \text{(г.)} \rightleftharpoons N_2O_4 \text{(ж.)} + Q$

$NO \text{(г.)} + O_2 \text{(г.)} \rightleftharpoons NO_2 \text{(г.)} + Q$

Решение.

Решение 2.

Для определения смещения химического равновесия воспользуемся принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию веществ), то равновесие сместится в том направлении, которое ослабляет это воздействие.

$N_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons NO(г) - Q$

Сначала преобразуем схему в уравнение реакции, уравняв количество атомов каждого элемента в левой и правой частях. Уравнение реакции: $N_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO(г) - Q$.

а) при повышении температуры:

Прямая реакция является эндотермической (протекает с поглощением теплоты, $-Q$). Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть вправо, в сторону образования продуктов.

б) при повышении давления:

Определим количество молей газообразных веществ в левой и правой частях уравнения. Слева: $1\ моль\ N_2 + 1\ моль\ O_2 = 2\ моль$ газов. Справа: $2\ моль\ NO$ газа. Количество молей газов в ходе реакции не изменяется ($ \Delta \nu = 2 - 2 = 0$). Следовательно, изменение давления не смещает химическое равновесие в данной системе.

Ответ: Уравнение реакции: $N_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO(г) - Q$. а) При повышении температуры равновесие сместится вправо. б) При повышении давления равновесие не сместится.

$SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons SO_3(г) + Q$

Уравняем данную схему: $2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г) + Q$.

а) при повышении температуры:

Прямая реакция является экзотермической (протекает с выделением теплоты, $+Q$). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической (обратной) реакции, то есть влево, в сторону исходных веществ.

б) при повышении давления:

Определим количество молей газов. Слева: $2\ моль\ SO_2 + 1\ моль\ O_2 = 3\ моль$ газов. Справа: $2\ моль\ SO_3$ газа. При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего количества молей газообразных веществ ($ \Delta \nu = 2 - 3 = -1$), то есть вправо, в сторону образования продукта.

Ответ: Уравнение реакции: $2SO_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2SO_3(г) + Q$. а) При повышении температуры равновесие сместится влево. б) При повышении давления равновесие сместится вправо.

$CaCO_3(тв.) \rightleftharpoons CaO(тв.) + CO_2(г) - Q$

Данная схема уже является уравнением реакции, так как количество атомов каждого элемента сбалансировано.

а) при повышении температуры:

Прямая реакция является эндотермической ($-Q$). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, то есть вправо, в сторону продуктов реакции.

б) при повышении давления:

Влияние давления определяется изменением количества молей газообразных веществ. Слева газообразных веществ нет (0 моль). Справа: $1\ моль\ CO_2$ газа. При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего количества молей газов ($ \Delta \nu = 1 - 0 = 1$), то есть влево, в сторону исходного вещества.

Ответ: Уравнение реакции: $CaCO_3(тв.) \rightleftharpoons CaO(тв.) + CO_2(г) - Q$. а) При повышении температуры равновесие сместится вправо. б) При повышении давления равновесие сместится влево.

$NO_2(г) \rightleftharpoons N_2O_4(ж.) + Q$

Уравняем данную схему: $2NO_2(г) \rightleftharpoons N_2O_4(ж.) + Q$.

а) при повышении температуры:

Прямая реакция является экзотермической ($+Q$). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической (обратной) реакции, то есть влево, в сторону исходного вещества.

б) при повышении давления:

Определим количество молей газов. Слева: $2\ моль\ NO_2$ газа. Справа газообразных веществ нет ($N_2O_4$ — жидкость, 0 моль). При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего количества молей газов ($ \Delta \nu = 0 - 2 = -2$), то есть вправо, в сторону образования продукта.

Ответ: Уравнение реакции: $2NO_2(г) \rightleftharpoons N_2O_4(ж.) + Q$. а) При повышении температуры равновесие сместится влево. б) При повышении давления равновесие сместится вправо.

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

Уравняем данную схему: $2NO(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO_2(г) + Q$.

а) при повышении температуры:

Прямая реакция является экзотермической ($+Q$). При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической (обратной) реакции, то есть влево, в сторону исходных веществ.

б) при повышении давления:

Определим количество молей газов. Слева: $2\ моль\ NO + 1\ моль\ O_2 = 3\ моль$ газов. Справа: $2\ моль\ NO_2$ газа. При повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего количества молей газов ($ \Delta \nu = 2 - 3 = -1$), то есть вправо, в сторону образования продукта.

Ответ: Уравнение реакции: $2NO(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2NO_2(г) + Q$. а) При повышении температуры равновесие сместится влево. б) При повышении давления равновесие сместится вправо.