Задача №2.

а) В каком направлении будет происходить смещение равновесия реакции

H_2(г) + Br_2(г) = 2HBr_(г); = -72, 6 кДж

если: а) увеличить температуру; б) уменьшить давление в системе; в) понизить концентрацию водорода.

Алгоритм решения

а) Т.к. < 0, реакция является экзотермической, т.е. протекает с выделением тепла. Соответственно, обратный процесс является эндотермическим и протекает с поглощением тепла. При увеличении температуры будет повышаться скорость того процесса, который компенсирует внешнее воздействие, т.е. протекает с поглощением тепла. Таким образом, увеличивается скорость эндотермического процесса, и равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции.

б) Если уменьшить давление в системе, то смещение равновесия будет в том направлении, где происходит увеличение давления, т.е. образование большего числа молей газов. В данном случае число молей газообразных веществ в левой и в правой части уравнения одинаково, т.е. в результате протекания химической реакции не будет происходить изменения давления в системе. При уменьшении давления в системе смещения равновесия не происходит.

в) Если понизить концентрацию одного из реагентов, то смещение равновесия будет происходить в том направлении, где концентрация этого вещества будет повышаться. При понижении концентрации водорода возрастет скорость обратного процесса, т.е. процесса, при котором происходит образование водорода. Таким образом, равновесие будет смещаться влево, в сторону обратной реакции.

Ответ: а) в сторону обратной реакции; б) не смещается; в) в сторону обратной реакции.

б) В каком направлении будет происходить смещение равновесия реакции

4HF_(г) +O_2(г) = 2F_2(г) +2H₂O_(г); = 63 кДж

если: а) уменьшить температуру; б) увеличить давление в системе; в) повысить концентрацию фтороводорода.

Алгоритм решения

а) Т.к. > 0, реакция является эндотермической, т.е. протекает с поглощением тепла. Соответственно, обратный процесс является экзотермическим и протекает с выделением тепла. При уменьшении температуры будет повышаться скорость того процесса, который компенсирует внешнее воздействие, т.е. протекает с выделением тепла. Таким образом, увеличивается скорость экзотермического процесса, и равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции.

б) Если увеличить давление в системе, то смещение равновесия будет в том направлении, где происходит уменьшение давления, т.е. образование меньшего числа молей газов. В данном случае число молей газообразных веществ в левой части уравнения больше (4 моль HF и 1 моль O₂ – в сумме 5 моль), чем в правой (2 моль F₂ и 2 моль H₂O – в сумме 4 моль). Таким образом, при увеличении давления равновесие в системе будет смещаться в сторону образования продуктов, т.е. в сторону прямой реакции.

в) Если повысить концентрацию одного из исходных реагентов, то смещение равновесия будет происходить в том направлении, где концентрация этого вещества будет понижаться. При повышении концентрации фтороводорода возрастет скорость прямого процесса, при котором происходит уменьшение концентрации фтороводорода. Таким образом, равновесие будет смещаться вправо, в сторону прямой реакции.

Ответ: а) в сторону обратной реакции; б) в сторону прямой реакции; в) в сторону прямой реакции.

в) В каком направлении будет происходить смещение равновесия реакции

3А_(г) +В_(тв) = 3С_(г) +2D_(г); = -105 кДж

если: а) уменьшить температуру; б) уменьшить давление в системе; в) повысить концентрацию вещества A.

Алгоритм решения

а) Т.к. < 0, реакция является экзотермической, т.е. протекает с выделением тепла. Соответственно, обратный процесс является эндотермическим и протекает с поглощением тепла. При уменьшении температуры будет повышаться скорость того процесса, который компенсирует внешнее воздействие, т.е. протекает с выделением тепла. Таким образом, увеличивается скорость экзотермического процесса, и равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции.

б) Если уменьшить давление в системе, то смещение равновесия будет в том направлении, где происходит увеличение давления, т.е. образование большего числа молей газов. В данном случае число молей газообразных веществ в левой части уравнения меньше (3 моль А), чем в правой (3 моль С и 2 моль D – в сумме 5 моль). Таким образом, при понижении давления равновесие в системе будет смещаться в сторону образования продуктов реакции, т.е. в сторону прямого процесса.

в) Если повысить концентрацию одного из исходных реагентов, то смещение равновесия будет происходить в том направлении, где концентрация этого вещества будет понижаться. При повышении концентрации вещества A возрастет скорость прямого процесса, при котором происходит уменьшение концентрации этого реагента. Таким образом, равновесие будет смещаться вправо, в сторону прямой реакции.

Ответ: а) в сторону прямой реакции; б) в сторону прямой реакции; в) в сторону прямой реакции.