Задание 24. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение равновесия под действием различных факторов. ЕГЭ 2021 по химии
Средний процент выполнения: 67.1%
Ответом к заданию 24 по химии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Задачи для практики
Задача 1
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при повышении давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $2NH_{3(г)} ⇄ N_{2(г)} + 3H_{2(г)}$ Б) $CO_{(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ COCl_{2(г)}$ В) $N_{2(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)}$ Г) $SO_{2(г)} + CaO_{(тв.)} ⇄ CaSO_{3(тв.)}$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
При повышении давления нужно сравнивать объемы газов в исходных веществах с продуктами, для этого смотреть на коэффициенты перед газами. Если же сумма коэффициентов газов исходно равна сумме коэффициентов газов в продуктах, смещения равновесия не происходит.
Задача 2
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при увеличении давления и понижении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $2SO_{2(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2SО_{3(г)} + Q$ Б) $H_{2(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ 2HCl_{(г)} + Q$ В) $N_{2(г)} + О_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)} – Q$ Г) $2NH_{3(г)} ⇄ N_{2(г)} + 3H_{2 (г)} – Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции, увеличение давления – туда, где газообразные компоненты реагирующей смеси занимают меньший объём.
А) Экзотермична прямая реакция, поэтому повышение температуры смещает равновесие в сторону продуктов реакции. Слева находится 3 моль газов, справа – 2 моль, следовательно, смещение также идёт в сторону продуктов реакции.
Б) Экзотермична прямая реакция, поэтому понижение температуры смещает равновесие в сторону продуктов реакции. Объемы газов равны, следовательно, давление на систему влиять не будет.
В) Экзотермична обратная реакция, поэтому повышение температуры смещает равновесие в сторону исходных веществ. Объемы газов равны, следовательно, давление на систему влиять не будет.
Г) Экзотермична обратная реакция, поэтому повышение температуры смещает равновесие в сторону исходных веществ. Слева находится 2 моль газов, справа – 4 моль, следовательно, смещение также идёт в сторону исходных веществ.
Задача 3
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при уменьшении давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $H_{2(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ 2HCl_{(г)}$ Б) $CO_{2(г)} + C_{(тв.)} ⇄ 2CO_{(г)}$ В) $2NO_{(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2NO_{2(г)}$ Г) $Fe_2O_{3(тв.)} + 3CO_{(г)} ⇄ 2Fe_{(тв.)} + 3CO_{2(г)}$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
При уменьшении давления равновесие смещается в сторону, где больший объем газа.
А: Исходно 2 объема (коэффициенты 1 и 1) и образуется два (2) объема.
Дальше действуем по такому же принципу, определяя объемы по коэффициентам перед газами.
Задача 4
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при одновременном увеличении давления и понижении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $H_{2(г)} + S_{(тв.)} ⇄ H_2S_{(г)} + Q$ Б) $2NO_{2(г)} ⇄ N_2O_{4(ж)} + Q$ В) $2NO_{(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ 2NOCl_{(г)} + Q$ Г) $2SO_{3(г)} ⇄ 2SO_{2(г)} + O_{2(г)} – Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Давление никак не влияет на смещение равновесия, так как объемы газов равны в обоих частях уравнения, но реакция экзотермическая, поэтому со снижением температуры равновесие смещается в сторону продуктов.
Б) Давление смещает равновесие в сторону продуктов реакции, так как изначально мы имеем два объема газа, а в результате не получаем ни одного. Также реакция опять экзотермическая, равновесие смещается в сторону продуктов.
В) В результате один объем газа, имея сначала два. Реакция экзотермическая, смещает равновесие в сторону продуктов реакции.
Г) Из одного объема получается два, а также реакция эндотермическая, требует тепла. В результате повышения давления и понижения температуры все смещается в сторону исходных веществ.
Задача 5
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при одновременном уменьшении давления и повышении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $PCl_{3(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ PCl_{5(тв.)} + Q$ Б) $H_{2(г)} + Br_{2(г)} ⇄ 2HBr_{(г)} + Q$ В) $2NO_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)} + O_{2(г)} – Q$ Г) $SO_{2(г)} + NO_{2(г)} ⇄ SO_{3(г)} + NO_{(г)} + Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Понижение давления смещает равновесие реакции в ту сторону, где газообразные компоненты реагирующей смеси занимают больший объём. Так как молярный объём одинаков для всех газов, общий объём можно найти, сложив коэффициенты всех газообразных веществ-реагентов и продуктов. Их следует сравнить. Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (обратной по отношению к экзотермической).
Задача 6
Установите соответствие между оказываемым на систему
$H_{2(г)} + S_{(тв.)} ⇄ H_2S_{(г)}$ + 21 кДж
воздействием и направлением смещения положения химического равновесия, происходящего в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ОКАЗЫВАЕМОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) повышение давления Б) увеличение концентрации сероводорода В) охлаждение Г) добавление серы | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.</
Решение
При повышении давления равновесие реакции смещается в ту сторону, где газообразные вещества занимают меньший объём, но в данной реакции газообразные реагенты ($Н_2$) и газообразные продукты ($Н_2S$) занимают одинаковый объём, поэтому изменение давления не смещает равновесие.
Увеличение концентрации реагентов смещает равновесие в сторону той реакции, в которой они расходуются.
Увеличение концентрации сероводорода смещает равновесие в сторону исходных веществ. Охлаждение системы смещает равновесие в сторону экзотермической реакции, в данном случае - прямой, то есть в сторону продуктов.
Добавление серы не влияет на положение равновесия, так как прямая реакция гетерогенная.
Задача 7
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при понижении давления и повышении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) H2(г) + S(тв.) ⇄ H2S(г) + Q Б) 2NH3(г) ⇄ N2(г) + 3H2(г) – Q В) 2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г) + Q Г) 2HCl(г) ⇄ H2(г) + Cl2(г) – Q | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Понижение давления смещает равновесие реакции в ту сторону, где газообразные компоненты реагирующей смеси занимают больший объём.
Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (обратной по отношению к экзотермической).
А) Газы-реагенты и газы-продукты занимают равный объём, поэтому изменение давления не влияет на равновесие. Эндотермична обратная реакция, поэтому нагревание смещает равновесие в сторону исходных веществ.
Б) Газы-продукты занимают больший объём, чем газы-реагенты, поэтому понижение давления смещает равновесие в сторону продуктов реакции. Эндотермична прямая реакция, поэтому повышение температуры тоже смещает равновесие в сторону продуктов реакции.
В) Объём газов-реагентов больше объёма газов-продуктов, поэтому понижение давления смещает равновесие в сторону исходных веществ. Эндотермична обратная реакция, поэтому повышение температуры тоже смещает равновесие в сторону исходных веществ.
Г) Объём газов-реагентов равен объёму газов-продуктов, поэтому изменение давления не влияет на равновесие. Эндотермична прямая реакция, поэтому повышение температуры смещает равновесие в сторону продуктов реакции.
Задача 8
Установите соответствие между оказываемым на систему
$CO_{2(г)} + C_{(тв.)} ⇄ 2CO_{(г)}$ – 173 кДж
воздействием и направлением смещения положения равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ОКАЗЫВАЕМОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) повышение давления Б) нагревание В) добавление катализатора Г) удаление угарного газа | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Направление смещения положения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, которая находится в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то положение равновесия сместится таким образом, чтобы ослабить оказываемое воздействие. На смещение положения равновесия могут влиять только три фактора: изменение концентрации, температуры и давления (для газов).
А) Повышение давления.
При увеличении давления (или, что то же самое, — при уменьшении объёма системы) положение равновесия смещается в сторону уменьшения количества газообразных веществ.
Количество газообразных веществ при протекании реакции увеличивается (слева (0 + 1) = 1 моль, справа — 2 моль), следовательно, при увеличении давления положение равновесия будет смещаться в сторону исходных веществ.
Вывод: ответ А — 2.
Б) Нагревание.
При нагревании положение равновесия смещается в сторону эндотермической реакции, протекающей с поглощением теплоты (обозначается –Q в уравнении реакции).
Вывод: ответ Б — 1.
В) Добавление катализатора.
На положение равновесия могут оказать влияние только три фактора: изменение температуры, концентрации и давления (для систем с участием газообразных веществ).
Вывод: ответ В — 3.
Г) Удаление угарного газа.
Удаление угарного газа равноценно уменьшению концентрации вещества. При уменьшении концентрации продукта реакции положение равновесия смещается вправо, увеличивая выход продуктов реакции.
Вывод: ответ Г — 1.
Задача 9
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения химического равновесия при увеличении давления в системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ⇄ 2NH_{3(г)} + Q$ Б) $C_{(тв.)} + 2H_{2(г)} ⇄ CH_{4(г)} – Q$ В) $CO_{2(г)} + H_{2(г)} ⇄ CO_{(г)} + H_2O_{(г)} + Q$ Г) $N_2O_{4(г)} ⇄ 2NO_{2(г)} – Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Направление смещения положения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то положение равновесия изменится таким образом, чтобы ослабить оказываемое воздействие. На смещение положения равновесия оказывают влияние только три фактора: изменение давления (для газов), концентрации и температуры.
Давление условно можно связывать с количеством газообразных веществ, входящих в состав равновесной системы. Очевидно, что при повышении давления система должна переходить в состояние с меньшим числом газообразных веществ, тем самым ослабляя оказываемое воздействие. Для того чтобы определить направление смещения равновесия при изменении давления, необходимо вычислить количество газообразных веществ в левой и правой частях уравнения реакции.
А) $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ⇄ 2NH_{3(г)} + Q$
В левой части (1 + 3) = 4 моль газов, в правой части — 2 моль.
Вывод: увеличение давления будет смещать положение равновесия вправо, в сторону продуктов реакции (ответ А — 1).
Б) $C_{(тв.)} + 2H_{2(г)} ⇄ CH_{4(г)} - Q$
В левой части (0 + 2) = 2 моль газов, в правой части — 1 моль.
Вывод: увеличение давления будет смещать положение равновесия вправо, в сторону продуктов реакции (ответ Б — 1).
В) $CO_{2(г)} + H_{2(г)} ⇄ CO_{(г)} + H_2O_{(г)} + Q$
В левой части (1 + 1) = 2 моль газов, в правой части — (1 + 1) = 2 моль.
Вывод: увеличение давления не будет влиять на положение равновесия (ответ В — 3).
Г) $N_2O_{4(г)} ⇄ 2NO_{2(г)} – Q$
В левой части 1 моль газа, в правой части — 2 моль.
Вывод: увеличение давления будет смещать положение равновесия влево, в сторону исходных веществ, уменьшая выход продукта реакции (ответ Г — 2).
Задача 10
Установите соответствие между уравнением обратимой реакции и направлением смещения положения химического равновесия при одновременном увеличении давления и понижении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $Br_{2(г)} + H_{2(г)} ⇄ 2HBr_{(г)} + Q$ Б) $N_{2(г)} + О_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)} – Q$ В) $C_{(тв.)} + CO_{2(г)} ⇄ 2CO_{(г)} – Q$ Г) $2NO_{(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ 2NОCl_{(г)} + Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Направление смещения положения равновесия определяется принципом Ле Шателье: если на систему оказать внешнее воздействие, то положение равновесия сместится таким образом, чтобы ослабить оказываемое воздействие.
На положение равновесия могут оказывать влияние только 3 фактора: изменение температуры, концентрации и давления (для систем с участием газообразных веществ).
При увеличении давления (или, что то же самое, — при уменьшении объёма системы) положение равновесия смещается в сторону уменьшения количества газообразных веществ.
При повышении температуры положение равновесия смещается в сторону эндотермической реакции, протекающей с поглощением теплоты (обозначается –Q в уравнении реакции).
А) $Br_{2(г)} + H_{2(г)} ⇄ 2HBr_{(г)} + Q$
Количество газообразных веществ при протекании реакции не изменяется (слева (1 + 1) = 2 моль газов, справа — тоже 2 моль) — давление на положение равновесия не влияет.
Прямая реакция протекает с выделением теплоты (+Q), следовательно, обратная — с поглощением теплоты, и при охлаждении (уменьшении температуры) положение равновесия сместится вправо, в сторону продуктов реакции, и выход продуктов реакции будет увеличиваться.
Вывод: ответ А — 1.
Б) $N_{2(г)} + О_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)} – Q$
Количество газообразных веществ при протекании реакции не изменяется (слева (1 + 1) = 2 моль газов, справа — тоже 2 моль) — давление на положение равновесия не влияет.
Прямая реакция протекает с поглощением теплоты (–Q), следовательно, обратная — с выделением теплоты, и при охлаждении положение равновесия сместится влево, в сторону исходных веществ, и выход продуктов реакции будет уменьшаться.
Вывод: ответ Б — 2.
В) $C_{(тв.)} + CO_{2(г)} ⇄ 2CO_{(г)} – Q$
Количество газообразных веществ при протекании реакции увеличивается (слева (0 + 1) = 1 моль газов, справа — 2 моль) — при увеличении давления положение равновесия сместится влево, в сторону исходных веществ.
Прямая реакция протекает с поглощением теплоты (–Q), следовательно, обратная — с выделением теплоты, и при охлаждении положение равновесия сместится влево, в сторону исходных веществ, и выход продуктов реакции будет уменьшаться.
Вывод: ответ В — 2.
Г) $2NO_{(г)} + Cl_{2(г)} ⇄ 2NОCl_{(г)} + Q$
Количество газообразных веществ при протекании реакции уменьшается (слева (2 + 1) = 3 моль газов, справа — 2 моль) — при увеличении давления положение равновесия сместится вправо, в сторону продуктов реакции.
Прямая реакция протекает с выделением теплоты (+Q), следовательно, обратная — с поглощением теплоты, и при охлаждении (уменьшении температуры) положение равновесия сместится вправо, в сторону продуктов реакции, и выход продуктов реакции будет увеличиваться.
Вывод: ответ Г — 1.
Задача 11
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при увеличении давления и понижении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $H_{2(г)} + S_{(г)} ⇄ H_2S_{(г)} + Q$ Б) $CH_{4(г)} ⇄ C_{(тв.)} + 2H_{2(г)} – Q$ В) $2H_{2(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2H_2O_{(г)} + Q$ Г) $2HBr_{(г)} ⇄ H_{2(г)} + Br_{2(г)} – Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
При повышении давления равновесие химических реакций смещается в ту сторону, где газообразные вещества занимают меньший объём. Понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции.
А) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов - изменение давления сместит равновесие вправо; экзотермична прямая реакция, поэтому равновесие смещается в сторону продуктов.
Б) Объём газов среди реагентов меньше объёма газов среди продуктов - равновесие смещается в сторону исходных веществ; экзотермична обратная реакция, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
В) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов - равновесие смещается в сторону продуктов; экзотермична прямая реакция, поэтому равновесие смещается в сторону продуктов.
Г) Объём газов среди реагентов равен объёму газов среди продуктов - изменение давления не влияет на положение равновесия; экзотермична обратная реакция, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
Задача 12
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при одновременном уменьшении давления и понижении температуры: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $N_{2(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2NO_{(г)} – Q$ Б) $CO_{(г)} + H_2O_{(г)} ⇄ CO_{2(г)} + H_{2(г)} + Q$ В) $CO_{2(г)} + C_{(тв.)} ⇄ 2CO_{(г)} + Q$ Г) $C_{(тв.)} + O_{2(г)} ⇄ CO_{2(г)} + Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции, увеличение давления – туда, где газообразные компоненты реагирующей смеси занимают меньший объём
А) Экзотермична обратная реакция, поэтому понижение температуры смещает равновесие в сторону исходных веществ. Объемы газов равны, следовательно, давление на систему влиять не будет.
Б) Экзотермична прямая реакция, поэтому понижение температуры смещает равновесие в сторону продуктов реакции. Объемы газов равны, следовательно, давление на систему влиять не будет.
В) Экзотермична прямая реакция, поэтому понижение температуры смещает равновесие в сторону продуктов. Слева находится 1 моль газов, справа – 2 моль, следовательно, при уменьшении давления смещение также идёт в сторону продуктов.
Г) Экзотермична прямая реакция, поэтому понижение температуры смещает равновесие в сторону продуктов реакции. Объемы газов равны, следовательно, давление на систему влиять не будет.
Задача 13
Установите соответствие между оказываемым на систему
$CaCO_{3(тв.)} ⇄ CaO_{(тв.)} + CO_{2(г)} – Q$
воздействием и направлением смещения положения химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ОКАЗЫВАЕМОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) удаление углекислого газа Б) повышение давления В) нагревание Г) измельчение известняка | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А: При уменьшении концентрации продуктов реакции, равновесие будет смещаться в сторону продуктов, так как их будет меньше, будет получаться больше.
Б: Повышение давления приведет к тому, что равновесие сместится туда, где меньше газа, в данном случае это исходные вещества, так как исходно газа вообще нет.
В: Реакция эндотермическая, то есть требует тепла, так что при добавлении тепла, равновесие сместиться туда, где требуется это тепло, в сторону продуктов реакции.
Г: Измельчение исходного вещества может помочь если есть хотя бы два реагирующих вещества, но здесь происходит разложение, поэтому измельчение известняка никак не повлияет на равновесие.
Задача 14
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при увеличении давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $2H_{2(г)} + O_{2(г)} ⇄ 2H_2O_{(г)} + Q$ Б) $Fe_2O_{3(тв.)} + 3CO_{(г)} ⇄ 2Fe_{(тв.)} + 3CO_{2(г)} – Q$ В) $N_{2(г)} + 3H_{2(г)} ⇄ 2NH_{3(г)} + Q$ Г) $CO_{(г)} + 2H_{2(г)} ⇄ CH_3OH_{(г)} + Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Увеличение давления смещает химическое равновесие в ту сторону, где газообразные вещества занимают меньший объём, то есть где их суммарное количество меньше.
А) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов, равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
Б) Объём газов среди реагентов равен объёму газов среди продуктов, равновесие не смещается.
В) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов, равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
Г) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов, равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
Задача 15
Установите соответствие между уравнением реакции и направлением смещения положения химического равновесия при одновременном понижении давления и охлаждении: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) $4HCl_{(г)} + O_{2(г)}⇄ 2Cl_{2(г)} + 2H_2O_{(ж)} – Q$ Б) $N_{2(г)} + O_{2(г)}⇄ 2NO_{(г)} – Q$ В) $2SO_{3(г)} ⇄ 2SO_{2(г)} + O_{2(г)} + Q$ Г) $Fe_2O_{3(тв.)} + H_{2(г)}⇄ 2FeO_{(тв.)} + H_2O_{(г)} – Q$ | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
Понижение давления смещает химическое равновесие ту сторону, где газообразные вещества занимают больший объём. Охлаждение смещает равновесие системы в сторону экзотермической реакции.
А) Объём газов среди реагентов больше объёма газов среди продуктов, экзотермична обратная реакция, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
Б) Объём газов среди реагентов равен объёму газов среди продуктов, понижение давления не влияет на положение равновесия. Экзотермична обратная реакция, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
В) Объём газов среди реагентов меньше объёма газов среди продуктов, экзотермична прямая реакция, поэтому равновесие смещается в сторону продуктов реакции.
Г) Объём газов среди реагентов равен объёму газов среди продуктов, понижение давления не влияет на положение равновесия. Экзотермична обратная реакция, поэтому равновесие смещается в сторону исходных веществ.
Задача 16
Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
$C_4H_{10(г)} ⇄ C_4H_{6(г)} + 2H_{2(г)} – Q$
и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СИСТЕМУ | НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) увеличение температуры Б) увеличение давления В) уменьшение концентрации водорода Г) добавление катализатора | 1) смещается в сторону продуктов реакции 2) смещается в сторону исходных веществ 3) не происходит смещения равновесия |
Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.
Решение
А) Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, в данном случае - в сторону прямой.
Б) Повышение давления смещает равновесие реакции в ту сторону, где газообразные компоненты реагирующей смеси занимают меньший объём. Слева находится 1 моль газов, справа - 3 моль, следовательно, смещение идёт в сторону исходных веществ.
В) При уменьшении концентрации продуктов равновесие смещается в сторону прямой реакции (в сторону образования этих веществ).
Г) Добавление катализатора не влияет на положение равновесия
Химическое равновесие
Необратимые реакции
Некоторые химические реакции идут только в одном направлении, например:
BaCl2 + H2SO4 ↓ → BaSO4↓ + 2HCl
Обратная реакция BaSO4 + HCl невозможна. Такие реакции называют необратимыми. Обычно, это реакции, в результате которых хотя бы один из продуктов выводится из реакционной смеси. Такое происходит, например, когда в растворе выпадает осадок или выделяется газ. Необратимую реакцию легко определить – если ты не можешь провести обратную реакцию, то реакция необратима.
Необратимыми являются и некоторые реакции разложения:
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Но и обратимые реакции разложения тоже есть:
4HNO3 ↔ 2H2O + 4NO2 + O2
Обратимые реакции
В ходе обратимой реакции параллельно протекают как прямая реакция, так и обратная реакция, как в случае синтеза аммиака из азота и водорода:
прямая реакция N2 + 3H2 ↔ 2NH3
обратная реакция 2NH3 ↔ N2 + 3H2
Обратимую реакцию определяем так – если реакцию можно провести в обратном направлении, то реакция обратима. Все максимально логично)
В ходе любой обратимой химической реакции наступает момент, когда скорости прямой и обратной реакций становятся равны. Тогда наступает химическое равновесие.
Химическое равновесие – это определенное состояние реакционной системы, при котором концентрация реагирующих веществ и продуктов реакции не изменяется во времени, так как скорости прямой и обратной реакции равны и отличны от нуля.
Смещение равновесия – это переход системы из одного равновесного состояния в другое, соответствующее изменившимся условиям.
Куда и как сместится равновесие определяется принципом Ле Шателье:
Если изменить одно из условий (концентрация, температура, давление), при котором система находится в состоянии химического равновесия, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая это изменение условий сводит к минимуму.
Перевод на человеческий: cистема будет делать все, чтобы вам противодействовать: вы нагреваете? Пускаем реакцию, где температура будет поглощаться. Вы увеличиваете концентрацию кого-то? Смещаем в сторону, где этого вещества не будет. Вот этой системе лишь бы наоборот.
Факторы, влияющие на химическое равновесие:
1) Изменение концентрации
При увеличении концентрации одного из веществ (жидкого или газообразного), равновесие смещается в сторону уменьшения его концентрации, то есть в сторону той реакции, где это вещество затрачивается, а не образуется.
H2 + I2 ↔ 2HI
Если увеличить концентрацию исходного вещества H2 (или I2), то равновесие сместится в сторону образования HI, то есть в сторону прямой реакции (в сторону продуктов).
Если увеличить концентрацию продукта реакции HI, то равновесие сместится в сторону образования H2 и I2, то есть в сторону обратной реакции (в сторону исходных веществ).
Концентрация или добавление твердых веществ в реакции на химическое равновесие не влияет!
2) Изменение температуры
Изменение температуры влияет сразу на обе реакции – прямую и обратную. Но понижение температуры смещает равновесие по большей части в сторону экзотермической реакции, а повышение температуры – в сторону эндотермической. Нам нужно знать тепловой эффект реакции, чтобы выяснить куда сместится равновесие. В заданиях ЕГЭ, где нужно определить смещение равновесия, дается тепловой эффект реакции.
N2 + O2 ↔ 2NO – Q
При повышении температуры равновесие сместится в сторону образования NO, в сторону продукта реакции.
Как ты знаешь, если прямая реакция эндотермическая, то обратная реакция экзотермическая. Значит, при понижении температуры равновесие сместится в сторону образования N2 и O2, то есть в сторону исходных веществ.
3) Изменение давления
Изменение давления будет влиять только на те реакции, в ходе которых образуется или участвует хотя бы одно газообразное вещество. Важное условие – число газообразных молекул в исходных веществах должно отличаться от числа молекул газов в продуктах реакции, иначе изменение давления не влияет на равновесие
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
Повышение давления в системе сместит равновесие туда, где находится меньше моль газа. Слева 1N2 + 3H2 = 4 моль, а справа 2 моль NH3. Значит равновесие сместится в сторону образования NH3, в сторону продукта.
Понижение давления, наоборот, сместит равновесие туда, где находится больше моль газа – в сторону исходных веществ.
4) Изменение объема реакционного сосуда (колбы, например)
При увеличении объема реакционного сосуда уменьшается давление, а значит и смещение будет в ту сторону, куда оно смещается при уменьшении давления.
При уменьшении объема реакционного сосуда увеличивается давление, а значит и смещение будет в ту сторону, куда оно смещается при увеличении давления.
Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия, поскольку в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Они лишь ускоряют его достижение.
При решении заданий можно подсмотреть сюда:
