К каким последствиям приведет повышение давления в реакции A ⇌ B + C?

К каким последствиям приведет повышение давления при проведении реакции типа \(A \rightleftharpoons B + C\)?

Выберите один ответ:

1. к увеличению равновесного выхода продукта
2. никаким
3. к увеличению равновесной степени превращения реагента A
4. к уменьшению равновесной степени превращения реагента A

Решение:

Для ответа на этот вопрос необходимо применить принцип Ле Шателье, который описывает, как система, находящаяся в химическом равновесии, реагирует на внешние воздействия.

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (изменение температуры, давления, концентрации), то равновесие смещается в сторону, компенсирующую это воздействие.

Рассмотрим реакцию: \(A \rightleftharpoons B + C\)

Предположим, что все вещества (A, B, C) находятся в газообразном состоянии, так как изменение давления существенно влияет только на газообразные системы.

Анализ изменения количества молей газа:

• В левой части уравнения (сторона реагентов) у нас 1 моль газа (вещество A).
• В правой части уравнения (сторона продуктов) у нас 2 моля газа (вещество B + вещество C).

Таким образом, при протекании прямой реакции (из A в B + C) количество молей газа увеличивается (с 1 до 2). При протекании обратной реакции (из B + C в A) количество молей газа уменьшается (с 2 до 1).

Влияние повышения давления:

Повышение давления в системе, находящейся в равновесии, приводит к смещению равновесия в сторону, где образуется меньшее количество молей газа. Это позволяет системе уменьшить общее давление и компенсировать внешнее воздействие.

В нашей реакции:

• Прямая реакция \(A \rightarrow B + C\) приводит к увеличению числа молей газа.
• Обратная реакция \(B + C \rightarrow A\) приводит к уменьшению числа молей газа.

Следовательно, при повышении давления равновесие будет смещаться в сторону, где меньше молей газа, то есть в сторону образования реагента A (обратная реакция).

Последствия смещения равновесия в сторону реагента A:

Если равновесие смещается в сторону реагента A, это означает, что:

• Уменьшается количество продуктов B и C.
• Увеличивается количество реагента A.
• Равновесный выход продукта (B и C) уменьшается.
• Равновесная степень превращения реагента A (то есть, какая часть A превратилась в продукты) уменьшается.

Теперь рассмотрим предложенные варианты:

1. к увеличению равновесного выхода продукта – неверно, выход продукта уменьшится.
2. никаким – неверно, если есть изменение числа молей газа, давление оказывает влияние.
3. к увеличению равновесной степени превращения реагента A – неверно, степень превращения уменьшится.
4. к уменьшению равновесной степени превращения реагента A – верно, так как равновесие смещается в сторону образования A.

Ответ:

Правильный ответ: к уменьшению равновесной степени превращения реагента A.