Равновесие реакции егэ химия

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

В большом количестве заданий, которые мне довелось увидеть, я ни один раз видел, как коверкают это определение. Например, в заданиях верно-неверно
предлагают похожий вариант, однако говорят о «равенстве концентраций исходных веществ и продуктов» — это грубая ошибка. Химическое равновесие —
равенство скоростей.

Химическое равновесие

Принцип Ле Шателье

В 1884 году французским химиком Анри Ле Шателье был предложен принцип, согласно которому, если на систему, находящуюся в состоянии
равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление, концентрацию), то система будет стремиться компенсировать
внешнее воздействие.

Анри Ле Шателье

Это принцип обоснован термодинамически и доказан. Однако в такой абстрактной формулировке его сложно применить для решения конкретных
задач по химическому равновесию. В этой статье я покажу конкретные примеры и обозначу алгоритм действия, чтобы вы могли успешно
справляться с заданиями.

Влияние изменения концентрации на химическое равновесие

При увеличении концентрации какого-либо компонента химической реакции, система будет стремиться восстановить равновесие:
равновесие будет смещаться в сторону расходования добавленного компонента.

Объясню проще: если вы увеличиваете концентрацию вещества, которое находится в левой части, равновесие сместится в правую сторону.
Если добавляете вещество из левой части (продуктов реакции) — смещается в сторону исходных веществ. Посмотрите на пример ниже.

Химическое равновесие и концентрация

Если мы попытаемся удалить какое-либо вещество из системы (уменьшить его концентрацию), то система будет стремиться заполнить «пустое»
место, которые мы создали. Наглядно демонстрирую на примере:

Химическое равновесие и концентрация

Можно подвести итог полученным знаниям таким образом: «Куда добавляем — оттуда смещается, откуда берем — туда смещается». Воспользуйтесь
этой или придумайте свое правило для запоминания этой закономерности ;)

Изменения давления и химическое равновесие

Если речь в задании идет об изменении давления, то первое, что нужно сделать, это посчитать количество газов в уравнении слева и справа.
Твердые вещества и жидкости считать не нужно. Например:

CO2(г) + С(тв) ⇄ 2CO(г) — Q

В приведенном уравнении количество молекул газа в левой части — 1, в правой — 2.

Запомните правило: «При увеличении давления равновесие смещается в сторону меньших газов, при уменьшении давления — в сторону больших газов».
Для нашей системы правило действует таким образом:

Химическое равновесие и давление

В случае, если слева и справа количество молекул газа одинаково, например, в реакции:

H2(г) + I2(г) ⇄ 2HI(г) — Q

Слева — 2 газа, и справа — 2. В такой реакции увеличение или уменьшение давления не повлияет на химическое равновесие.

Изменение температуры и химическое равновесие

Если в задании увеличивают или уменьшают температуру, то первое, что вы должны оценить: экзотермическая это реакция или
эндотермическая.

Следуйте следующему правилу: «При увеличении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, при
уменьшении — в сторону экзотермической реакции». У любой обратимой реакции есть экзо- и эндотермические части:

Химическое равновесие и температура

Поэтому данное правило универсально и применимо для всех реакций. Для примера разберем следующие задачи:

Химическое равновесие и температура

Чтобы не осталось белых пятен, возьмем экзотермическую реакцию и повторим с ней подобный эксперимент.

Химическое равновесие и температура

Катализатор и ингибитор

Действие катализатора и ингибитора соответственно касается только ускорения и замедления химической реакции. Они никоим образом не влияют на равновесие.

Константа равновесия

Константой равновесия называют отношения скоростей прямой и обратной реакции. Для реакции типа aA + bB = cC + dD константа
равновесия будет записана следующим образом:

Константа равновесия

Решим задачу. Дана реакция: 2NO + Cl2 ⇄ 2NOCl . Вычислите константу равновесия, если равновесные концентрации
веществ для данной реакции: c(NO) = 1.8 моль/л , c(Cl2) = 1.2 моль/л , c(NOCl) = 0.8 моль/л.

Задача на константу равновесия

Константу равновесия для данной задачи можно представить в виде 1.64 * 10-1.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

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 + CO+ 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·CAa·CBb

Скорость обратной реакции:

v2=k2·CСс·CDd

Здесь k1 и k2 – константы скорости прямой и обратной реакции соответственно, СA, CB, CC, CD – 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)

171

Создан на
16 января, 2022 От Admin

Химическое равновесие

Тренажер задания 22 ЕГЭ по химии

1 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

4HBr(г) + O2(г) ↔ 2H2O(r) + 2Br2(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) увеличение концентрации кислорода

Б) уменьшение концентрации брома

В) повышение температуры

Г) понижение давления

1) смещается в сторону прямой реакции

2) смещается в сторону обратной реакции

3) практически не смещается

2 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

СН3СООСН3(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

3 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CS2(г) + 4H2(г) ↔ CH4(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

4 / 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) CaCO3(тв.) ⇄ CaO(тв.) + CO2(г)

Б) C2H4(г) + H2(г) ⇄ C2H6(г)

В) N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г)

Г) 2NO(г) + O2(г) ⇄ 2NO2(г)

1) смещается в сторону прямой реакции

2) смещается в сторону обратной
реакции

3) практически не смещается

5 / 10

Установите соответствие между фактором, действующим на равновесную систему

Fe3O4(тв.) + 4СО(г.) ↔ 3Fe(тв.) + 4СО2(г.) — Q

и направлением смещения химического равновесия в этой системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

А) добавление катализатора

Б) увеличение концентрации оксида углерода(II)

В) снижение давления

Г) повышение температуры

1) смещается в сторону прямой реакции

2) смещается в сторону обратной реакции

3) практически не смещается

6 / 10

Установите соответствие между уравнением химической реакции и направлением смещения химического равновесия при уменьшении концентрации водорода в системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

А) С2Н2(г) + 2H2(г) ↔ С2Н6(г) + Q

Б) H2O(г) + NO(г) ↔ NO2(г) + H2(г) — Q

В) 2NH3(г) ↔ N2(г) + 3H2(г) — Q

Г) Н2(г) + Br2(г) ↔ 2HBr(г) + Q

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

Br2(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

8 / 10

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему

CH3I(р-р) + OH(р-р) ↔ CH3OH(р-р) + I(р-р) + 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 температуры

Б) добавление конц. фосфорной кислоты

В) добавление щёлочи

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

СН3ОН(г) ↔ СО(г) + 2Н2(г) — Q

и направлением смещения 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 катализатора

Б) понижение давления

В) повышение температуры

Г) уменьшение концентрации водорода

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

СОСl2(г) ↔ CO(г) + Сl2(г) — Q

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

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

А) понижение давления

Б) добавление катализатора

В) увеличение концентрации хлора

Г) повышение температуры

1) смещается в сторону прямой реакции

2) смещается в сторону обратной реакции

3) практически не смещается

Ваша оценка

The average score is 29%


Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

1

Задания Д24 № 79

Химическое равновесие в реакции 2H$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс O$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка $Equilibarrow$ 2H$_2$O левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс Q смещается в сторону образования продукта реакции при

1)  понижении давления

2)  повышении температуры

3)  добавлении катализатора

4)  добавлении водорода

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 1.


2

Задания Д24 № 122

Равновесие CH$_4$ левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс H$_2$O левая круглая скобка г правая круглая скобка $Equilibarrow$ CO левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс 3H$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка минус Q смещается в сторону исходных веществ при

1)  уменьшении давления

2)  нагревании

3)  введении катализатора

4)  добавлении водорода

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по химии. Вариант 2.


3

Задания Д24 № 208

В системе

COCl_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка Equilibarrow $CO левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс Cl$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка минус Q

смещению химического равновесия вправо будет способствовать

1)  уменьшение температуры

2)  увеличение концентрации оксида углерода (II)

3)  увеличение давления

4)  уменьшение концентрации хлора


4

Задания Д24 № 251

Смещению химического равновесия влево в реакции

Н$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс Сl$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка $Equilibarrow $ 2HCl левая круглая скобка г правая круглая скобка $ плюс $ Q

будет способствовать

1)  уменьшение концентрации хлора

2)  уменьшение концентрации хлороводорода

3)  увеличение давления

4)  уменьшение температуры


5

Задания Д24 № 294

Верны ли следующие суждения о смещении химического равновесия в системе

СО левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс Сl$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка $ Equilibarrow $COCl$_2$ левая круглая скобка г правая круглая скобка плюс Q?

А.  При использовании катализатора смещения химического равновесия в данной системе не происходит.

Б.  При увеличении температуры химическое равновесие в данной системе сместится в сторону исходных веществ.

1)  верно только А

2)  верно только Б

3)  верны оба суждения

4)  оба суждения неверны

Пройти тестирование по этим заданиям

Химическое равновесие

Автор статьи — профессиональный репетитор И. Давыдова (Юдина).

Химическим равновесием называется состояние химической системы, при котором количества исходных веществ и продуктов не меняются со временем, но при этом протекают химические реакции, а система является закрытой, то есть не обменивается с окружающим миром веществом.

То есть равновесной не будет ни система, в которой количество вещества постоянно потому, что никаких реакций нет, ни система, в которой постоянство состава поддерживается добавлением или отводом каких-то компонентов системы.

При равновесии в обратимом процессе скорости прямой и обратной реакций равны.

Рассмотрим закрытый сосуд, в котором идет обратимая химическая реакция, например СО + H2О ⇄ CО2 + H2. Эта запись означает одновременное протекание двух процессов: прямого СО + H2О→ CО2 + H2 и обратного CO2 +  H2 → CO + H2O.

В состоянии равновесия в системе не изменяются концентрации реагентов и продуктов, то есть кажется, что в реакционном сосуде ничего не происходит. На самом деле прямая и обратная реакции идут с одинаковой скоростью и за то время, пока некоторое количество смеси CО и Н2О превращается в углекислый газ и водород, столько же СО и Н2О образуются из СO2 и Н2.

Обратите внимание: в равновесии равны скорости прямой и обратной реакций, а концентрации участников постоянны, но не обязательно равны. Например, в нашей стране равновесие: один президент на 140 миллионов человек. Скорость, с которой старый президент уходит с работы, равна скорости, с которой избирается новый; таким образом, концентрация президентов постоянна.

Но стоит изменить условия, в которых находится система, положение равновесия (то есть равновесные концентрации участников процесса) изменится.

Принцип Ле Шателье:  если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие сместится таким образом, чтобы это воздействие нейтрализовать.

Основные факторы, влияющие на положение равновесия:

  • Давление
  • Температура
  • Концентрации реагентов и продуктов

Важно: катализатор не влияет на положение равновесия!

1) Давление

Изменение давления влияет только на газы. Твердые тела и жидкости практически несжимаемы, а газы подчиняются уравнению Менделеева-Клапейрона  или , где с – концентрация. При увеличении давления возрастает концентрация газа, то есть расстояние между молекулами уменьшается.

При увеличении давления молекулы газа становятся ближе друг к другу, при уменьшении – дальше, чем были в равновесии. Для того, чтобы согласно принципу Ле Шателье сделать межмолекулярное расстояние прежним при увеличении давления равновесие смещается туда, где меньше моль газов, при уменьшении – туда, где больше.

Рассмотрим три реакции:

Реакция

Число моль газа слева и справа

Больше моль газов

Увеличение давления

Уменьшение давления

H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г)

2

2

поровну

не влияет

не влияет

N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г)

1

2

справа

СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж)

1

0

слева

2) Температура.

Процессы, происходящие с выделением тепла, называют экзотермическими, с поглощением – эндотермическими. К экзотермическим относятся реакции горения большинства веществ в кислороде и хлоре, получение аммиака из простых веществ.

С2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O+Q

К эндотермическим – получение NO из азота или аммиака (исключения, которые нужно знать наизусть!)

N2 + O2 → 2NO – Q

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O-Q

При изменении температуры равновесии сместится так, чтобы это изменение нивелировать: при нагревании система «захочет» остыть, при охлаждении – нагреться. То есть в эндотермическом процессе при нагревании равновесие сместится в сторону продуктов, при охлаждении – реагентов, а в экзотермическом – наоборот.

Реакция

Экзо- или эндо- термическая

Увеличение t

Уменьшение t

H2 (г) + Cl2 (г) ⇄ 2HCl (г)+ Q

экзо

N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г)-Q

эндо

3) Концентрация

После добавления какого-либо участника реакции согласно принципу Ле Шателье его концентрация должна уменьшится, то есть он начинает расходоваться быстрее и равновесие смещается в сторону «от него». При понижении концентрации вещества оно начинает накапливаться (чтобы концентрация возросла и стала прежней) – равновесие смещается « к нему».

Реакция

Увеличение концентрации

Уменьшение концентрации

H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2HCl (г)

H2

Cl2

N2O4(г) ⇄ 2NO2 (г)

NO2

NO2

СO2 (г) + H2O (ж) ⇄ H2CO3 (ж)

CO2

CO2

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими публикациями.
Информация на странице «Химическое равновесие» подготовлена нашими авторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
08.03.2023

1.4.4. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия под действием различных факторов.

Обратимые и необратимые химические реакции

Химические реакции бывают обратимые и необратимые.

Необратимыми реакциями называют такие реакции, которые идут только в одном (прямом →) направлении:

т.е. если некоторая реакция A + B = C + D необратима, это значит, что обратная реакция C + D = A + B не протекает.

Обратимые реакции – это такие реакции, которые идут как в прямом, так и в обратном направлении (⇄):

т.е., например, если некая реакция A + B = C + D обратима, это значит, что одновременно протекает как реакция A + B → C + D (прямая), так и реакция С + D → A + B (обратная).

По сути, т.к. протекают как прямая, так и обратная реакции, реагентами (исходными веществами) в случае обратимых реакций могут быть названы как вещества левой части уравнения, так и вещества правой части уравнения. То же самое касается и продуктов.

Однако, условно принято считать, что реагентами в каждом конкретном уравнении обратимой реакции являются те вещества, которые записаны в его левой части, а продуктами – те, что записаны в правой, т.е.:

обратимая реакция продукты реагенты

Для любой обратимой реакции возможна ситуация, когда скорость прямой и обратной реакций равны. Такое состояние называют состоянием равновесия.

В состоянии равновесия концентрации как всех реагентов, так и всех продуктов неизменны. Концентрации продуктов и реагентов в состоянии равновесия называют равновесными концентрациями.

Смещение химического равновесия под действием различных факторов

Вследствие таких внешних воздействий на систему, как изменение температуры, давления или концентрации исходных веществ или продуктов, равновесие системы может быть нарушено. Однако после прекращения этого внешнего воздействия система через некоторое время перейдет в новое состояние равновесия. Такой переход системы из одного равновесного состояния в другое равновесное состояние называют смещением (сдвигом) химического равновесия.

Для того чтобы уметь определять, каким образом сдвигается  химическое равновесие при том или ином типе воздействия, удобно пользоваться принципом Ле Шателье:

Если на систему в состоянии равновесия оказать какое-либо внешнее воздействие, то направление смещения химического равновесия будет совпадать с направлением той реакции, которая ослабляет эффект от оказанного воздействия.

Влияние температуры на состояние равновесия

При изменении температуры равновесие любой химической реакции смещается. Связано это с тем, что любая реакция имеет тепловой эффект. При этом тепловые эффекты прямой и обратной реакции всегда прямо противоположны. Т.е. если прямая реакция является экзотермической и протекает с тепловым эффектом, равным +Q, то обратная реакция всегда эндотермична и имеет тепловой эффект, равный –Q.

Таким образом, в соответствии с принципом Ле Шателье, если мы повысим температуру некоторой системы, находящейся в состоянии равновесия, то равновесие сместится в сторону той реакции, при протекании которой температура понижается, т.е. в сторону эндотермической реакции. И аналогично, в случае, если мы понизим температуру системы в состоянии равновесия, равновесие сместится в сторону той реакции, в результате протекания которой температура будет повышаться, т.е. в сторону экзотермической реакции.

Например, рассмотрим следующую обратимую реакцию и укажем, куда сместится ее равновесие при понижении температуры:

Как видно из уравнения выше, прямая реакция является экзотермической, т.е. в результате ее протекания выделяется тепло. Следовательно, обратная реакция будет эндотермической, то есть протекает с поглощением тепла. По условию температуру понижают, следовательно, смещение равновесия будет происходить вправо, т.е. в сторону прямой реакции.

Влияние концентрации на химическое равновесие

Повышение концентрации реагентов в соответствии с принципом Ле Шателье должно приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, в результате которой реагенты расходуются, т.е. в сторону прямой реакции.

И наоборот, если концентрацию реагентов понижают, то равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой реагенты образуются, т.е. сторону обратной реакции (←).

Аналогичным образом влияет и изменение концентрации продуктов реакции. Если повысить концентрацию продуктов, равновесие будет смещаться в сторону той реакции, в результате которой продукты расходуются, т.е. в сторону обратной реакции (←). Если же концентрацию продуктов, наоборот, понизить, то равновесие сместится в сторону прямой реакции (→), для того чтобы концентрация продуктов возросла.

Влияние давления на химическое равновесие

В отличие от температуры и концентрации, изменение давления оказывает влияние на состояние равновесия не каждой реакции. Для того чтобы изменение давления приводило к смещению химического равновесия, суммы коэффициентов перед газообразными веществами в левой и в правой частях уравнения должны быть разными.

Т.е. из двух реакций:

N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г) и N2(г) + 3Н2(г) ⇄ 2NН3(г)

изменение давления способно повлиять на состояние равновесия только в случае второй реакции. Поскольку сумма коэффициентов перед формулами газообразных веществ в случае первого уравнения слева и справа одинаковая (равна 2), а в случае второго уравнения – различна (4 слева и 2 справа).

Отсюда, в частности, следует, что если среди и реагентов, и продуктов отсутствуют газообразные вещества, то изменение давления никак не повлияет на текущее состояние равновесия. Например, давление никак не повлияет на состояние равновесия реакции:

Na2O(тв.) + ZnO(тв.) ⇄ Na2ZnO2(тв.)

Если же слева и справа количество газообразных веществ различается, то повышение давления будет приводить к смещению равновесия в сторону той реакции, при протекании которой объем газов уменьшается, а понижение давления – в сторону той реакции, в результате которой объем газов увеличивается.

Влияние катализатора на химическое равновесие

Поскольку катализатор в равной мере ускоряет как прямую, так и обратную реакции, то его наличие или отсутствие никак не влияет на состояние равновесия.

Единственное, на что может повлиять катализатор, — это на скорость перехода системы из неравновесного состояния в равновесное.

Воздействие всех указанных выше факторов на химическое равновесие сведено ниже в таблицу-шпаргалку, в которую поначалу можно подглядывать при выполнении заданий на равновесия. Однако же пользоваться на экзамене ей не будет возможности, поэтому после разбора нескольких примеров с ее помощью, ее следует выучить и тренироваться решать задания на равновесия, уже не подглядывая в нее:

Обозначения: T – температура, p – давление, с – концентрация, ↑ — повышение, ↓ — понижение

T

↑Т — равновесие смещается в сторону эндотермической реакции
↓Т — равновесие смещается в сторону экзотермической реакции

p

↑p — равновесие смещается в сторону реакции с меньшей суммой коэффициентов перед газообразными веществами
↓p — равновесие смещается в сторону реакции с большей суммой коэффициентов перед газообразными веществами

c

↑c(реагента) – равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо)
↓c(реагента) – равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево)
↑c(продукта) – равновесие смещается в сторону обратной реакции (влево)
↓c(продукта) – равновесие смещается в сторону прямой реакции (вправо)
Катализатор На равновесие не влияет!!!

07.01.2021
12424

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.

24 задание егэ по химии

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.

CO32- + 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.

NH3(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

За это задание ты можешь получить 2 балла. На решение дается около 7 минут. Уровень сложности: повышенный.
Средний процент выполнения: 67.1%
Ответом к заданию 22 по химии может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.

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 моль газов слева больше, чем справа, то при повышении давления равновесие сместится вправо (где моль меньше). И наооборот. А если же сумма коэффициентов газов исходно равна сумме коэффициентов газов в продуктах, смещения равновесия не происходит.

Ответ: 2131

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.

Ответ: 1122

Задача 3

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 два объема газа, имея сначала три объема. Реакция экзотермическая, смещает равновесие в сторону продуктов реакции.

Г) Из двух объемов получается три, а также реакция эндотермическая, требует тепла. В результате повышения давления и понижения температуры все смещается в сторону исходных веществ.

Ответ: 1112

Задача 4

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).

Ответ: 2212

Задача 5

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, поскольку это твердое вещество.

Ответ: 3213

Задача 6

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.

Ответ: 2131

Задача 7

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).

Ответ: 1132

Задача 8

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.

Ответ: 1221

Задача 9

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.

Ответ: 2111

Задача 10

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.

Б: Повышение давления приведет к тому, что равновесие сместится туда, где меньше газа, в данном случае это исходные вещества, так как изначально 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 твердого вещества не влияет на равновесие.

Ответ: 1213

Задача 11

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.

Ответ: 1311

Задача 12

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.

Ответ: 2212

Задача 13

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

Ответ: 1213

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Равнобедренный треугольник теория для егэ
  • Разбалловка егэ по русскому сочинение
  • Равнобедренный треугольник егэ профиль теория
  • Равнобедренная трапеция егэ
  • Равнинный алтай укрыт травяным ковром чередующимся с возделанными полями егэ