Определение направления смещения равновесия в системе | Принцип Ле Шателье

Задача 383.
Какие воздействия на систему 4HCl(г) + O2(г) ⇔ 2Cl2(г) + 2H2O(г)  приведут к смещению равновесия влево: а) увеличение концентрации О2; б) увеличение концентрации Cl2; в) повышение давления; г) возрастание объема реакционного сосуда?
Решение:
Уравнение реакции имеет вид: 

4HCl(г) + O2(г) ⇔ 2Cl2(г) + 2H2O(г) 

а) Увеличение концентрации О2 приведет к смещению равновесия системы, согласно принципу Ле Шателье, вправо, в сторону расходования кислорода при реакции.

б) Увеличение концентрации Cl2 приведет к смещению равновесия системы, согласно принципу Ле Шателье, влево, в сторону уменьшения хлора при реакции.

в) Повышение давления в системе приведёт смещение равновесия, согласно принципу Ле Шателье, вправо, в сторону реакции, идущей с уменьшением числа молей газообразных веществ.

г) При возрастании объёма реакционного сосуда, соответственно, уменьшится давление в системе, поэтому смещение равновесия, согласно принципу Ле Шателье, произойдёт в сторону реакции, идущей с увеличением числа молей газообразных веществ, т.е. влево.

Таким образом, в данной системе увеличение концентрации Cl2 в 2 раза и возрастание объёма реакционного сосуда приведут смещение равновесия влево.

Ответ: б): г).


Задача 384.
В каком направлении сместится равновесие в системе: 4Fe(к) + 3O2(г) ⇔ 2Fe2O3(к) при увеличении давления: а) в сторону прямой реакции; б) в сторону обратной реакции; в) не сместится?
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

4Fe(к) + 3O2(г) ⇔ 2Fe2O3(к)

Из уравнения реакции следует, что данная реакция протекает с уменьшением, как общего числа молей реагирующих веществ, так и числа молей газообразных веществ, поэтому при увеличении давления в системе, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится вправо, в сторону уменьшения числа молей газообразных веществ.

Ответ: а).


Задача 385.
Какими воздействиями на систему А(г) + В(г) ⇔ АВ(Г) можно увеличить равновесную концентрацию продукта
реакции АВ, если энтальпия  реакции отрицательно: а) введением в систему катализатора; б) повышением температуры; в) понижением температуры; г) введением в реакционный сосуд дополнительного количества вещества В?
Решение:  
Уравнение реакции имеет вид:

А(г) + В(г) ⇔ АВ(Г)

а) Катализаторы – вещества, которые одновременно увеличивают скорости как прямой, так и обратной реакций, поэтому при введении в систему катализатора равновесные концентрации реагирующих веществ не изменятся.

б) Данная реакция экзотермическая энтальпия < 0), поэтому при повышении температуры в системе, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится влево, в сторону эндотермической реакции.

в) При понижении температуры в системе, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится вправо, в сторону экзотермической реакции. Поэтому концентрация вещества АВ повысится.

г) При введении в систему дополнительного количества вещества В, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится вправо, в сторону уменьшения концентрации вещества В, поэтому увеличится количество образующегося вещества АВ.

Ответ: в(; г).


Задача 386.
Для некоторой реакции энергия гиббса < 0. Какие из приведенных утверждений правильны: а) константа равновесия реакции больше единицы; б) константа равновесия реакции меньше единицы; в) в равновесной смеси преобладают исходные вещества; г) в равновесной смеси преобладают продукты реакции?
Решение:
Из уравнения энергии Гиббса энергия гиббса = 2,3RTlgKT  вытекает, что отрицательный знак энергия гиббса возможен только в том случае, если  jgK > 0, т.е. К > 1.

Отрицательное значение энергия гиббса означает, что прямая реакция может самопроизвольно протекать при стандартных условиях (Т = 298 К и Р = 101,325 Па), поэтому в равновесной смеси преобладают продукты реакции.

Ответ: а); г).


Задача 387.
Для некоторой самопроизвольно протекающей реакции энтропия  < 0. Как будет изменяться константа равновесия с повышением температуры: а) увеличиваться; б) уменьшаться; в) по данным задачи нельзя определить? 
Решение: 
Если энтропия  < 0, то с ростом температуры будет возрастать член (-Tэнтропия) равенства  энергия гиббса = энтальпия -Tэнтропия, причём он всегда будет иметь положительное значение при любом числовом значении температуры. Если энтальпия  < 0 и  энтропия < 0, то реакция возможна при условии, что член (энтальпия) в равенстве больше, чем член (-Tэнтропия); поскольку с ростом температуры абсолютное значение члена (-Tэнтропия) возрастает, то, соответственно, будет увеличиваться положительное значение члена (энергия гиббса). Тогда в уравнении энергии Гиббса энергия гиббса = -2,3RTlgKT  при положительном значении члена (энергия гиббса) член равенства (lgK), будет иметь отрицательное значение, т.е. K < 1. Из чего следует, что при повышении значения множителя (Т) значение члена(lgK ) будет соответственно уменьшаться.
Таким образом, для самопроизвольно протекающей реакции при энтропия < 0 константа равновесия с повышением температуры будет уменьшаться.

Ответ: б).