Решение задачи: Влияние давления на химическое равновесие

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику: В каком направлении сместится равновесие обратимой реакции, протекающей с уменьшением объема, при повышении давления? Выберите один ответ: 1. в сторону образования продуктов 2. давление не будет смещать равновесие 3. в сторону исходных реагентов
Ответ: Правильный ответ — 1. в сторону образования продуктов.
Объяснение: Для решения этой задачи мы снова воспользуемся принципом Ле Шателье. Принцип Ле Шателье гласит: если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие (изменение температуры, давления или концентрации), то равновесие смещается в ту сторону, которая ослабляет это воздействие. В данном случае внешнее воздействие — это повышение давления. Система будет стремиться ослабить это воздействие, то есть уменьшить давление. Уменьшение давления в газовой системе достигается за счет уменьшения общего количества молей газа, что приводит к уменьшению объема. В условии задачи сказано, что реакция протекает с уменьшением объема. Это означает, что количество молей газообразных продуктов меньше, чем количество молей газообразных реагентов. Пример такой реакции: \[ \text{N}_2(\text{г}) + 3\text{H}_2(\text{г}) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(\text{г}) \] Здесь слева (реагенты) 1 моль азота + 3 моля водорода = 4 моля газа. Справа (продукты) 2 моля аммиака = 2 моля газа. В этой реакции происходит уменьшение объема (из 4 молей газа образуется 2 моля газа). Если мы повышаем давление, система стремится уменьшить его, смещая равновесие в сторону меньшего количества молей газа. Поскольку в данной реакции образование продуктов приводит к уменьшению объема (меньшему количеству молей газа), равновесие сместится в сторону образования продуктов. Рассмотрим варианты ответов: 1. в сторону образования продуктов — это соответствует нашему выводу. 2. давление не будет смещать равновесие — это было бы верно, если бы количество молей газа не менялось в ходе реакции. 3. в сторону исходных реагентов — это произошло бы, если бы реакция протекала с увеличением объема. Таким образом, при повышении давления равновесие обратимой реакции, протекающей с уменьшением объема, сместится в сторону образования продуктов.