Задание 22 ЕГЭ по химии

Question

Установите соответствие между уравнением химической реакции и воздействиями на реакционную систему, которые одновременно приводят к смещению химического равновесия в сторону прямой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ:

А) CO(г.) + 2H2(г.) <=> CH3OH(г.) + Q;

Б) H2(г.) + I2(тв.) <=> 2HI(г.) - Q;

В) CO(г.) + H2O(г.) <=> CO2(г.) + H2(г.) + Q;

Г) C4H10(г.) <=> C4H6(г.) + 2H2(г.) - Q.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ:

1) увеличение температуры и концентрации водорода;

2) уменьшение температуры и концентрации водорода;

3) увеличение температуры и уменьшение концентрации водорода;

4) уменьшение температуры и увеличение концентрации водорода.

Accepted Answer

Принцип Ле Шателье: при внешнем воздействии равновесие смещается в сторону той реакции, которая это воздействие ослабляет. Нагревание сдвигает равновесие в сторону эндотермической реакции (той, что идёт с поглощением тепла, «$-Q$»), охлаждение — в сторону экзотермической («$+Q$»). Увеличение концентрации вещества смещает равновесие в сторону его расходования, уменьшение — в сторону его образования.
А) $CO + 2H_{2} \rightleftarrows CH_{3}OH + Q$ — прямая реакция экзотермическая, поэтому нужно понижение температуры. Водород здесь исходное вещество, значит увеличение его концентрации ускоряет его расходование и смещает равновесие вправо. Ответ: 4.
Б) $H_{2} + I_{2(тв.)} \rightleftarrows 2HI - Q$ — прямая реакция эндотермическая, поэтому нужно повышение температуры. Водород — исходное вещество, его добавление смещает равновесие вправо. (Иод твёрдый, его количество на равновесие не влияет; число молей газов растёт с 1 до 2.) Ответ: 1.
В) $CO + H_{2}O \rightleftarrows CO_{2} + H_{2} + Q$ — прямая реакция экзотермическая, нужно понижение температуры. Водород здесь продукт, поэтому его отвод (уменьшение концентрации) смещает равновесие в сторону образования $H_{2}$, то есть вправо. Число молей газов слева и справа одинаково (2 и 2), поэтому давление на такое равновесие не влияет. Ответ: 2.
Г) $C_{4}H_{10} \rightleftarrows C_{4}H_{6} + 2H_{2} - Q$ — прямая реакция эндотермическая, нужно повышение температуры. Водород — продукт, поэтому уменьшение его концентрации смещает равновесие вправо. Число молей газов растёт с 1 до 3, поэтому смещению вправо помогло бы и понижение давления. Ответ: 3.
О чём легко забыть. Катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакции, поэтому равновесие он не смещает — меняется только время его достижения. Так же не влияет и изменение концентрации вещества, которого в данной системе нет (например, добавление $H_{2}$ к системе, где водород не участвует), а также концентрация твёрдых веществ.
Ответ: 4123.

Задание 22 ЕГЭ по химии

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