Хим равновесие егэ химия

Темы кодификатора: обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.

Тренировочные тесты в формате ЕГЭ по теме «Химическое равновесие реакции» (задание 24 ЕГЭ по химии) ( с ответами)

По возможности протекания обратной реакции химические реакции делят на обратимые и необратимые.

Обратимые химические реакции – это реакции, продукты которых при данных условиях могут взаимодействовать друг с другом.

Например, синтез аммиака — реакция обратимая:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

Процесс протекает при высокой температуре, под давлением и в присутствии катализатора (железо). Такие процессы, как правило, обратимые.

Необратимые реакции – это реакции, продукты которых при данных условиях взаимодействовать друг с другом не могут.

Например, реакции горения или реакции, протекающие со взрывом — чаще всего, необратимые. Горение углерода протекает необратимо:

C + O₂ = CO₂

Более подробно про классификацию химических реакций можно прочитать здесь.

Вероятность взаимодействия продуктов зависит от условий проведения процесса.

Так, если система открытая, т.е. обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией, то химические реакции, в которых, например, образуются газы, будут необратимыми.

Например, при прокаливании твердого гидрокарбоната натрия:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O

выделяется газообразный углекислый газ и улетучиватся из зоны проведения реакции. Следовательно, такая реакция будет необратимой при данных условиях.

Если же рассмотреть замкнутую систему, которая не может обмениваться веществом с окружающей средой (например, закрытый ящик, в котором происходит реакция), то углекислый газ не сможет улететь из зоны проведения реакции, и будет взаимодействовать с водой и карбонатом натрия, то реакция будет обратимой при данных условиях:

2NaHCO₃ ⇔ Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Рассмотрим обратимые реакции. Пусть обратимая реакция протекает по схеме:

aA + bB ⇔ cC + dD

Скорость прямой реакции по закону действующих масс определяется выражением:

v₁=k₁·C_A^a·C_B^b

Скорость обратной реакции:

v₂=k₂·C_С^с·C_D^d

Здесь k₁ и k₂ – константы скорости прямой и обратной реакции соответственно, С_A, C_B, C_C, C_D – концентрации веществ А, В, С и D соответственно.

Если в начальный момент реакции в системе нет веществ C и D,  то сталкиваются и взаимодействуют преимущественно частицы A и B, и протекает преимущественно прямая реакция.

Постепенно концентрация частиц C и D также начнет повышаться, следовательно, скорость обратной реакции будет увеличиваться. В какой-то момент скорость прямой реакции станет равна  скорости обратной реакции. Это состояние и называют химическим равновесием.

Таким образом, химическое равновесие — это такое состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакции равны.

Так как скорости прямой и обратной реакции равны, скорость образования реагентов равна скорости их расходования, и текущие концентрации веществ не изменяются. Такие концентрации называют равновесными.

Обратите внимание, при равновесии протекает и прямая, и обратная реакции, то есть реагенты взаимодействуют друг с другом, но и продукты взаимодействуют друг с другом с такой же скоростью. При этом внешние факторы могут воздействовать и смещать химическое равновесие в ту или иную сторону.  Поэтому химическое равновесие называют подвижным, или динамическим.

Исследования в области подвижного равновесия начались еще в XIX веке.  В трудах Анри Ле-Шателье были заложены основы теории, которые позже обобщил ученый Карл Браун. Принцип подвижного равновесия, или принцип Ле-Шателье-Брауна, гласит:

Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, воздействовать внешним фактором, который изменяет какое-либо из условий равновесия, то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

Иными словами: при внешнем воздействии на систему равновесие сместится так, чтобы компенсировать это внешнее воздействие.

Этот принцип, что очень важно, работает для любых равновесных явлений (не только химических реакций). Однако мы сейчас рассмотрим его применительно к химическим взаимодействиям. В случае химических реакций внешнее воздействие приводит к изменению равновесных концентраций веществ.

На химические реакции в состоянии равновесия могут воздействовать три основных фактора – температура, давление и концентрации реагентов или продуктов.

1. Как известно, химические реакции сопровождаются тепловым эффектом. Если прямая реакция идет с выделением теплоты (экзотермическая, или +Q), то обратная — с поглощением теплоты (эндотермическая, или -Q), и наоборот. Если повышать температуру в системе, равновесие сместится так, чтобы это повышение компенсировать. Логично, что при экзотермической реакции повышение температуры компенсировать не получится. Таким образом, при повышении температуры равновесие в системе смещается в сторону поглощения теплоты, т.е. в сторону эндотермических реакций (-Q); при понижении температуры — в сторону экзотермической реакции (+Q).

2. В случае равновесных реакций, когда хотя бы одно из веществ находится в газовой фазе, на равновесие также существенно влияет изменение давления в системе. При повышении давления химическая система пытается компенсировать это воздействие, и увеличивает скорость реакции, в которой количество газообразных веществ уменьшается. При понижении давления система  увеличивает скорость реакции, в которой образуется больше молекул газообразных веществ. Таким образом: при увеличении давления равновесие смещается в сторону уменьшения числа молекул газов, при уменьшении давления — в сторону увеличения числа молекул газов.

Обратите внимание! На системы, где число молекул газов-реагентов и продуктов одинаково, давление не оказывает воздействие! Также изменение давления практически не влияет на равновесие в растворах, т.е. на реакции, где газов нет.

3. Также на равновесие в химических системах влияет изменение концентрации реагирующих веществ и продуктов. При повышении концентрации реагентов система пытается их израсходовать, и увеличивает скорость прямой реакции. При понижении концентрации реагентов система пытается их наработать, и увеличивается скорость обратной реакции. При повышении концентрации продуктов система пытается их также израсходовать, и увеличивает скорость обратной реакции. При понижении концентрации продуктов химическая система увеличивает скорость их образования, т.е. скорость прямой реакции.

Если в химической системе увеличивается скорость прямой реакции, мы говорим, что равновесие сместилось вправо, в сторону образования продуктов и расходования реагентов. Если увеличивается скорость обратной реакции, мы говорим, что равновесие сместилось влево, в сторону расходования продуктов и увеличения концентрации реагентов.

Например, в реакции синтеза аммиака:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃  + Q

повышение давления приводит к увеличению скорости реакции, в которой образуется меньшее число молекул газов, т.е. прямой реакции (число молекул газов-реагентов равно 4, число молекул газов в продуктах равно 2). При повышении давления равновесие смещается вправо, в сторону продуктов.  При повышении температуры равновесие сместится в сторону эндотермической реакции, т.е. влево, в сторону реагентов. Увеличение концентрации азота или водорода сместит равновесие в сторону их расходования, т.е. вправо, в сторону продуктов.

Катализатор не влияет на равновесие, т.к. ускоряет и прямую, и обратную реакции.

Тренировочные тесты в формате ЕГЭ по теме «Химическое равновесие реакции» (задание 24 ЕГЭ по химии) ( с ответами)

173

Создан на
16 января, 2022 От Admin

Химическое равновесие

Тренажер задания 22 ЕГЭ по химии

1 / 10

Установите соответствие между уравнением обратимой реакции и направлением смещения химического равновесия при понижении давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) 2NO2(г) ↔ 2NO(г) + О2(г) Б) C2H6(г) ↔ C2H4(г) + H2(г) В) СаСО3(тв.) ↔ СаО(тв.) + СО2(г) Г) N2(г) + О2(г) ↔ 2NO(г)	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

2 / 10

Установите соответствие между уравнением обратимой реакции и направлением смещения химического равновесия при повышении давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) С2Н2(г) + 2Н2(г) ↔ С2Н6(г) Б) 2NO(г) + Cl2(г) ↔ 2NOCl(г) В) С2H5OH(г) ↔ С2Н4(г) + Н2О(г) Г) ZnCl2(р-р) + H2O(ж) ↔ Zn(OH)Cl(р-р) + HCl(р-р)	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

3 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

С_(тв.) + 2Н_2(г) ↔ СН_4(г) + Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВОЗДЕЙСТЕИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) увеличение концентрации водорода Б) повышение температуры В) понижение давления Г) добавление катализатора	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

4 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

СН₃СООСН_3(ж) + Н₂О_(ж) ↔ СН₃СООН_(ж) + СН₃ОН_(ж) — Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) увеличение концентрации спирта Б) добавление катализатора В) отгонка спирта Г) понижение давления	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

5 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CS_2(г) + 4H_2(г) ↔ CH_4(г) + 2H₂S_(г) — Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) повышение давления Б) повышение концентрации метана В) повышение температуры Г) введение катализатора	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

6 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

Br_2(p-p) + H₂O_(ж) ↔ H⁺_(р-р) + Br^—_(р-р) + HBrO_(p-p) — Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) уменьшение давления Б) повышение температуры В) добавление твёрдого бромида лития Г) повышение концентрации брома	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

7 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CH₃NH_2(г) + H₂О_(ж) ↔ CH₃NH₃⁺_(p-p) + OH^—_(p-p) + Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) добавление хлорида метиламмония Б) добавление соляной кислоты В) повышение температуры Г) понижение давления	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

8 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CH₃COOCH_3(ж) + H₂O_(ж) ↔ CH₃COOH_(ж) + CH₃OH_(ж) — Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) добавление твёрдой щёлочи Б) добавление воды В) повышение температуры Г) понижение давления	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

9 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

4FеО_(тв.) + О_2(г) = 2Fе₂О_3(тв.) + Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) снижение давления Б) добавление катализатора реакции В) повышение температуры Г) уменьшение концентрации кислорода	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

10 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CH₃CH₂COOCH(CH₃)_2(ж) + H₂O_(ж) ↔ CH₃CH₂COOH_(ж) + (CH₃)₂CHOH_(ж) — Q

и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ	НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) добавление твёрдой щёлочи Б) добавление воды В) повышение температуры Г) понижение давления	1) смещается в сторону прямой реакции 2) смещается в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

Ваша оценка

The average score is 28%

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Пройти тестирование по этим заданиям

07.01.2021
12435

Задание 24 вызвало немало споров и вопросов после ЕГЭ 2020. Классическое задание, связанное со смещением химического равновесия, оказалось вдруг невероятно сложным — многие выпускники получили за него ноль баллов. В этой статье мы разберем 24 задание ЕГЭ по химии и научимся справляться с его усложненной версией.

Что такое равновесие?

Чтобы решить 24 задание ЕГЭ по химии, для начала вспомним, что такое равновесие и как его смещать.

Химическое равновесие — состояние химической системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной.

Записав уравнение химической реакции в тетради, мы можем понять, какое количество реагентов вступает в эту реакцию, какие продукты мы получаем. Но на практике превращения далеки от идеала. Вещества реагируют не полностью, образуются отходы, возникают потери. Смещение равновесия позволяет регулировать течение реакции так, как этого требует производственный процесс.

Мы будем сталкиваться с понятиями «смещение в сторону прямой реакции» или «в сторону продуктов». Это означает, что в результате реакции мы сможем получить больше продуктов, то есть увеличить выход.

«Смещение в сторону обратной реакции» или «в сторону реагентов» позволяет уменьшить выход продуктов, уменьшить их выход и тем самым увеличить выход обратной реакции.

В 1884 году французский химик Анри Ле Шателье сформулировал принцип, согласно которому, при воздействии на систему, находящуюся в состоянии равновесия (температура, давление, концентрация),  система стремится компенсировать внешнее воздействие.

1. При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньших газов, при уменьшении давления — в сторону больших газов;
2. При увеличении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, при уменьшении — в сторону экзотермической реакции;
3. При увеличении концентрации реагентов равновесие смещается в сторону продуктов реакции и наоборот.

Посмотрим, как в 2020 году изменили варианты ответов, сделав это задание «суперсложным» (на самом деле нет).

Самостоятельно подготовиться к ЕГЭ непросто. На то, чтобы разобраться со всеми темами, понадобится много времени. Но и это не решит проблему! Например, если вы запомнили какое-то решение из интернета, а оно оказалось неправильным, можно на пустом месте потерять баллы. Если хотите научиться решать все задания ЕГЭ по химии, обратите внимание на онлайн-курсы MAXIMUM! Наши специалисты уже проанализировали сотни вариантов ЕГЭ и подготовили для вас вас максимально полезные занятия.

Приходите к нам на консультацию — вы сможете пройти диагностику по выбранным предметам ЕГЭ, поставить цели и составить стратегию подготовки, чтобы получить на экзамене высокие баллы. Все это абсолютно бесплатно!

Пример 1

Установите соответствие между видом воздействия на равновесную систему и направлением смещения химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

CO₃^2- + H₂O ⇄ HCO₃^— + OH^— — Q

ВОЗДЕЙСТВИЕ А) добавление кислоты Б) повышение температуры В) добавление катализатора Г) разбавление раствора

НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ 1) в сторону прямой реакции 2) в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

Решение

А) Добавление кислоты. Видим, что в нашей реакции нет никакой кислоты. Будет ли изменяться равновесие в системе? Конечно, ведь кислота всегда реагирует со щелочью, а за щелочь в реакции отвечают гидроксид-ионы. Равновесие смещается в сторону протекания реакции, то есть вправо.

Б) Повышение температуры смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, то есть туда, где теплоты меньше. В сторону прямой реакции.

В) Катализатор не влияет на положение равновесия.

Г) Разбавление раствора – это то же самое, что и добавление воды. А увеличение концентрации реагента смещает равновесие в сторону образования продуктов.

Ответ: 1131.

Если вам все же достанется добавление твердого вещества в качестве воздействия на равновесную систему, помните:

1. Твердое нерастворимое вещество не влияет на равновесие.
2. Твердое растворимое вещество диссоциирует на ионы. Увеличение концентрации ионов может повлиять на равновесие.
3. Твердое растворимое вещество может взаимодействовать с одним из участников реакции. В таком случае равновесие сместится в сторону протекания реакции.

Пример 2

Установите соответствие между видом воздействия на равновесную систему и направлением смещения химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

NH_3(г) + H₂O_(ж) ⇄ NH₄⁺_(р-р) + OH^—_(р-р)

ВОЗДЕЙСТВИЕ А) добавление хлорида калия Б) повышение давления В) добавление катализатора Г) добавление твердой щелочи

НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ 1) в сторону прямой реакции 2) в сторону обратной реакции 3) практически не смещается

Решение

Начнем с уже привычных нам давления и катализатора. Катализатор не влияет на смещение равновесия (ответ 3), а повышение давления смещает равновесие в сторону меньшего количества газов, то есть в сторону прямой реакции (ответ 1).

Теперь обратимся к варианту А. Хлорид калия – растворимое вещество, значит, в растворе будет диссоциировать на ионы калия и хлорид-ионы. Но ни те, ни другие не будут взаимодействовать с нашими участниками реакции. Следовательно, KCl не влияет на равновесие системы.

В варианте Г нам предлагают рассмотреть добавление твердой щелочи. Здесь легко попасть в ловушку, ведь твердые вещества не смещают равновесие. Но не стоит забывать, что любая щелочь – это растворимое основание, а значит, она продиссоциирует в водном растворе на ионы Н⁺ и ОН^—, тем самым увеличивая концентрацию гидроксид-ионов. А при увеличении продуктов реакции равновесие смещается в сторону обратной реакции — ответ 2.

Так мы получили ответ 3132.

Как видите, задание 24 ЕГЭ по химии не стало сложнее! Для его успешного выполнения вам необходимо вспомнить принцип Ле Шателье, а также обратить внимание на растворимость твердых веществ, если они присутствуют. Если хотите разобраться с остальными темами, обязательно приходите к нам на бесплатную консультацию. И удачи в подготовке!

Лайфхаки экзамена

К рубрике