Номер 41, страница 33 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 4. Основы термохимии и химической кинетики - номер 41, страница 33.

Условие.

41. Укажите обратимые реакции, в случае которых изменение давления в системе не повлияет на смещение химического равновесия.

а) образование сероводорода из простых веществ

б) образование аммиака из простых веществ

в) образование метана из простых веществ

г) образование бромоводорода из простых веществ

Решение.

Решение 2.

Согласно принципу Ле Шателье, изменение давления в системе влияет на смещение химического равновесия только в том случае, если реакция протекает с изменением общего количества молей газообразных веществ. Если сумма стехиометрических коэффициентов газообразных реагентов равна сумме стехиометрических коэффициентов газообразных продуктов (т.е. изменение числа молей газов $\Delta\nu_{газ} = 0$), то изменение давления не смещает равновесие. Проанализируем каждую из предложенных реакций.

а) образование сероводорода из простых веществ

Простыми веществами для образования сероводорода ($H_2S$) являются водород ($H_2$) и сера ($S$). Водород является газом, а сера при стандартных условиях — твердым веществом. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$H_2(г) + S(т) \rightleftharpoons H_2S(г)$

Подсчитаем количество молей газообразных веществ в левой и правой частях уравнения. В расчете участвуют только вещества в газообразном агрегатном состоянии.

Количество молей газообразных реагентов: $\nu_{газ(исх.)} = 1$ моль (только $H_2$).

Количество молей газообразных продуктов: $\nu_{газ(прод.)} = 1$ моль (только $H_2S$).

Изменение количества молей газов в ходе реакции: $\Delta\nu_{газ} = \nu_{газ(прод.)} - \nu_{газ(исх.)} = 1 - 1 = 0$.

Поскольку количество молей газообразных веществ в ходе реакции не изменяется, изменение давления не будет влиять на смещение химического равновесия.

Ответ: изменение давления не повлияет на смещение химического равновесия.

б) образование аммиака из простых веществ

Простыми веществами для образования аммиака ($NH_3$) являются азот ($N_2$) и водород ($H_2$). Оба вещества — газы. Уравнение обратимой реакции синтеза аммиака:

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

Подсчитаем количество молей газообразных веществ.

Количество молей газообразных реагентов: $\nu_{газ(исх.)} = 1 + 3 = 4$ моль.

Количество молей газообразных продуктов: $\nu_{газ(прод.)} = 2$ моль.

Изменение количества молей газов: $\Delta\nu_{газ} = 2 - 4 = -2$.

Так как $\Delta\nu_{газ} \neq 0$, изменение давления будет смещать равновесие (повышение давления сместит равновесие в сторону образования продуктов, где объем меньше).

Ответ: изменение давления повлияет на смещение химического равновесия.

в) образование метана из простых веществ

Простыми веществами для образования метана ($CH_4$) являются углерод ($C$) и водород ($H_2$). Углерод — твердое вещество, а водород — газ. Уравнение реакции:

$C(т) + 2H_2(г) \rightleftharpoons CH_4(г)$

Подсчитаем количество молей газообразных веществ.

Количество молей газообразных реагентов: $\nu_{газ(исх.)} = 2$ моль (только $H_2$).

Количество молей газообразных продуктов: $\nu_{газ(прод.)} = 1$ моль (только $CH_4$).

Изменение количества молей газов: $\Delta\nu_{газ} = 1 - 2 = -1$.

Так как $\Delta\nu_{газ} \neq 0$, изменение давления будет влиять на положение равновесия.

Ответ: изменение давления повлияет на смещение химического равновесия.

г) образование бромоводорода из простых веществ

Простыми веществами для образования бромоводорода ($HBr$) являются водород ($H_2$) и бром ($Br_2$). Водород — газ. Бром при стандартных условиях является жидкостью, но он очень летуч, и реакцию синтеза обычно проводят в газовой фазе при нагревании. Поэтому для анализа равновесия все участники реакции считаются газами.

$H_2(г) + Br_2(г) \rightleftharpoons 2HBr(г)$

Подсчитаем количество молей газообразных веществ.

Количество молей газообразных реагентов: $\nu_{газ(исх.)} = 1 + 1 = 2$ моль.

Количество молей газообразных продуктов: $\nu_{газ(прод.)} = 2$ моль.

Изменение количества молей газов: $\Delta\nu_{газ} = 2 - 2 = 0$.

Поскольку $\Delta\nu_{газ} = 0$, изменение давления не смещает химическое равновесие в этой системе.

Ответ: изменение давления не повлияет на смещение химического равновесия.