Задание 22 ЕГЭ по химии

Question

Установите соответствие между уравнением обратимой химической реакции и смещением химического равновесия при увеличении давления в системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ:

А) Fe3O4(тв.) + 4H2(г.) <=> 3Fe(тв.) + 4H2O(г.);

Б) 3O2(г.) <=> 2O3(г.);

В) SO2(г.) + H2O(ж.) <=> H2SO3(ж.);

Г) 2NO(г.) <=> N2(г.) + O2(г.).

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ:

1) смещается в сторону прямой реакции;

2) смещается в сторону обратной реакции;

3) не происходит смещения равновесия.

Accepted Answer

Принцип Ле Шателье: если на систему в равновесии подействовать извне, равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. При увеличении давления равновесие смещается туда, где меньше суммарное число молей газообразных веществ; твёрдые и жидкие вещества в подсчёте не участвуют, потому что их объём при сжатии практически не меняется.
Разберём каждое уравнение, считая только газы.
А) $Fe_{3}O_{4}(тв.) + 4H_{2}(г.) \rightleftarrows 3Fe(тв.) + 4H_{2}O(г.)$. Слева 4 моль газа ($H_{2}$), справа тоже 4 моль газа ($H_{2}O$); $Fe_{3}O_{4}$ и $Fe$ — твёрдые и не учитываются. Число молей газов одинаково, сжатие не даёт системе выигрыша ни в одну сторону — смещения нет. Ответ: 3.
Б) $3O_{2}(г.) \rightleftarrows 2O_{3}(г.)$. Слева 3 моль газа, справа 2 моль. При повышении давления система стремится уменьшить объём, то есть уйти туда, где молей газа меньше, — вправо, в сторону прямой реакции. Ответ: 1.
В) $SO_{2}(г.) + H_{2}O(ж.) \rightleftarrows H_{2}SO_{3}(ж.)$. Слева 1 моль газа ($SO_{2}$), справа газов нет вообще: и вода, и сернистая кислота — жидкости. Значит, при сжатии выгодно связать газ в жидкость, и равновесие идёт вправо, в сторону прямой реакции. Ответ: 1.
Г) $2NO(г.) \rightleftarrows N_{2}(г.) + O_{2}(г.)$. Слева 2 моль газа, справа $1 + 1 = 2$ моль газа. Объём системы при таком превращении не меняется, поэтому давление на это равновесие не влияет — смещения нет. Ответ: 3.
Обрати внимание на несколько типичных ловушек этой линии.
Тепловой эффект здесь роли не играет: температуру мы не меняем, а на давление знак $\Delta H$ никак не отзывается. Экзо- и эндотермичность важны только при нагревании или охлаждении.
Катализатор равновесие не смещает вообще никогда: он одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому лишь быстрее приводит систему к тому же самому состоянию равновесия.
Вещество, которого в системе нет, на равновесие не влияет — менять его «концентрацию» бессмысленно. Точно так же не влияет и добавление твёрдого или чистого жидкого вещества: их концентрация постоянна и в выражение константы равновесия не входит.
Изменение концентрации работает по тому же правилу: увеличение концентрации исходного вещества смещает равновесие вправо, увеличение концентрации продукта — влево. Но в этом задании речь только о давлении.
Ответ: 3113.

Задание 22 ЕГЭ по химии

Обратимые реакции. Химическое равновесие. Факторы, влияющие на состояние химического равновесия. Принцип Ле Шателье