Номер 2, страница 73 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 15. Химическое равновесие и условия его смещения. Глава III. Химические реакции - номер 2, страница 73.

Условие.

2. Даны уравнения реакций:

1) $2\text{HgO} \rightleftharpoons 2\text{Hg} + \text{O}_2 + Q$

2) $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3 + Q$

3) $\text{N}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{NO} - Q$

4) $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightleftharpoons 2\text{H}_2\text{O} + Q$

В какую сторону сместится равновесие каждой реакции при повышении: а) температуры; б) давления?

Решение.

Решение 2.

Для определения направления смещения химического равновесия в заданных реакциях используется принцип Ле Шателье. Согласно этому принципу, если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывается внешнее воздействие (изменение температуры, давления или концентрации), то равновесие смещается в направлении, которое ослабляет это воздействие.

а) Повышение температуры

Согласно принципу Ле Шателье, при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (реакции, идущей с поглощением теплоты, $\Delta H > 0$). Реакции, идущие с выделением теплоты ($+Q$ в продуктах), называются экзотермическими, а с поглощением ($-Q$ в продуктах) — эндотермическими.

1) $2HgO \rightleftharpoons 2Hg + O_2 + Q$

Прямая реакция является экзотермической. Следовательно, повышение температуры сместит равновесие в сторону обратной, эндотермической реакции.

Ответ: Равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ.

2) $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3 + Q$

Прямая реакция является экзотермической. Повышение температуры сместит равновесие в сторону обратной, эндотермической реакции.

Ответ: Равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ.

3) $N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2NO - Q$

Запись "$-Q$" означает, что прямая реакция является эндотермической. Повышение температуры сместит равновесие в сторону прямой реакции.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону продуктов реакции.

4) $2H_2 + O_2 \rightleftharpoons 2H_2O + Q$

Прямая реакция является экзотермической. Повышение температуры сместит равновесие в сторону обратной, эндотермической реакции.

Ответ: Равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ.

б) Повышение давления

Согласно принципу Ле Шателье, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования меньшего объёма веществ, то есть в сторону меньшего количества молей газообразных продуктов. Если число молей газа в левой и правой частях уравнения одинаково, изменение давления не влияет на равновесие. При анализе учтем агрегатные состояния веществ.

1) $2HgO(тв) \rightleftharpoons 2Hg(г) + O_2(г)$

В левой части уравнения 0 моль газа ($HgO$ — твёрдое вещество). В правой части 2 моль газообразной ртути и 1 моль кислорода, всего $2+1=3$ моль газа. Повышение давления сместит равновесие в сторону меньшего количества молей газа.

Ответ: Равновесие сместится влево, в сторону исходного вещества.

2) $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$

В левой части уравнения $1+3=4$ моль газа. В правой части 2 моль газа. Повышение давления сместит равновесие в сторону меньшего количества молей газа.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону продукта реакции.

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

В левой части уравнения $1+1=2$ моль газа. В правой части 2 моль газа. Количество молей газа в обеих частях уравнения одинаково.

Ответ: Изменение давления не сместит равновесие.

4) $2H_2(г) + O_2(г) \rightleftharpoons 2H_2O(г)$

В левой части уравнения $2+1=3$ моль газа. В правой части 2 моль газообразной воды. Повышение давления сместит равновесие в сторону меньшего количества молей газа.

Ответ: Равновесие сместится вправо, в сторону продукта реакции.