Номер 3, страница 198 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Тестовые задания. Параграф 43. Химия в промышленности. Принципы химического производства. Глава VIII. Химия и жизнь - номер 3, страница 198.

Условие.

3. В производстве серной кислоты на стадии окисления $SO_2$ для увеличения выхода продукта

1) повышают концентрацию кислорода

2) увеличивают температуру

3) понижают давление

4) вводят катализатор

Решение.

Решение 2.

Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть химическое равновесие в реакции окисления диоксида серы ($SO_2$) до триоксида серы ($SO_3$), которая является основной стадией в производстве серной кислоты.

Уравнение реакции: $2SO_2(г) + O_2(г) \leftrightarrow 2SO_3(г) + Q$

Реакция является обратимой, экзотермической (протекает с выделением теплоты $Q$) и протекает с уменьшением числа молей газообразных веществ (3 моль газов в левой части и 2 моль в правой). Согласно принципу Ле Шателье, для увеличения выхода продукта ($SO_3$) необходимо сместить равновесие вправо. Проанализируем каждый из предложенных вариантов.

1) повышают концентрацию кислорода

Кислород ($O_2$) является одним из исходных веществ. Увеличение концентрации реагента смещает химическое равновесие в сторону образования продуктов. Следовательно, это действие приведет к увеличению выхода $SO_3$.

Ответ: Данное действие увеличивает выход продукта.

2) увеличивают температуру

Прямая реакция является экзотермической. Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической (обратной) реакции, что приводит к разложению $SO_3$ и, соответственно, к уменьшению выхода продукта.

Ответ: Данное действие уменьшает выход продукта.

3) понижают давление

Прямая реакция протекает с уменьшением числа молей газов (из 3 моль образуется 2 моль). Понижение давления смещает равновесие в сторону реакции, идущей с увеличением числа молей газов, то есть влево. Это приводит к уменьшению выхода продукта.

Ответ: Данное действие уменьшает выход продукта.

4) вводят катализатор

Катализатор (например, оксид ванадия(V)) в равной степени ускоряет как прямую, так и обратную реакции. Он позволяет системе быстрее достичь состояния равновесия, но не влияет на его положение. Таким образом, катализатор не изменяет равновесный выход продукта.

Ответ: Данное действие не изменяет равновесный выход продукта.

Исходя из анализа, единственным действием, которое увеличивает выход продукта, является повышение концентрации кислорода.

Ответ: 1