1) В какую сторону сместится химическое равновесие при понижении температуры в следующих системах: а) С2Н6 ⇌ 2С + 3Н2 – Q; б) 2NO + O2 ⇌ 2NO2 + Q? 2) В какую сторону сместится химическое равновесие при повышении давления в следующих системах: а) N2(г) + 3H2(г) ⇌ 2NH3(г) + Q; б) 2NO(г) ⇌ N2O4(г)? Поясните ваш ответ. 3) Изменится ли состояние равновесия в следующей системе, если смесь газов сжать: H2 + I2 ⇌ 2HI? 4) При взаимодействии угля с углекислым газом наблюдается обратимая реакция: С + СО2 ⇌ 2СО – Q. При каких условиях образование угарного газа минимальное?

Смещение химического равновесия при понижении температуры:

а) Для реакции $C_2H_6 \rightleftharpoons 2C + 3H_2$ – Q (экзотермическая реакция), при понижении температуры равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции (в сторону разложения этана на углерод и водород), поскольку экзотермическая реакция выделяет тепло, и при понижении температуры система будет стремиться выделить тепло, увеличивая количество продуктов.

б) Для реакции $2NO + O_2 \rightleftharpoons 2NO_2 + Q$ – Q (экзотермическая реакция), при понижении температуры равновесие также смещается в сторону продуктов реакции (в сторону образования диоксида азота), чтобы выделить тепло и компенсировать снижение температуры.

Смещение химического равновесия при повышении давления:

а) Для реакции $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г) + Q$, при повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема. В данной реакции на левой стороне (реактанты) 4 молекулы газа (1 молекула $N_2$ и 3 молекулы $H_2$), а на правой стороне 2 молекулы газа (2 молекулы $NH_3$). Поэтому повышение давления будет способствовать образованию аммиака.

б) Для реакции $2NO(г) \rightleftharpoons N_2O_4(г)$, при повышении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема. На левой стороне 2 молекулы $NO$, а на правой — 1 молекула $N_2O_4$. Таким образом, повышение давления приведет к образованию $N_2O_4$.

Изменение состояния равновесия при сжатии смеси газов $H_2 + I_2 \rightleftharpoons 2HI$:

При сжатии смеси газов давление увеличивается, и равновесие смещается в сторону меньшего объема. В этой реакции на обеих сторонах равновесия присутствует 2 молекулы газа (1 молекула $H_2$ и 1 молекула $I_2$ с левой стороны, 2 молекулы $HI$ с правой стороны). Так как объем не изменяется (по количеству молекул газа с обеих сторон одинаков), сжатие не приведет к смещению равновесия.

Условия минимального образования угарного газа при реакции угля с углекислым газом:

Для реакции $C + CO_2 \rightleftharpoons 2CO - Q$ (экзотермическая реакция), минимальное образование угарного газа происходит при повышении температуры. Это связано с тем, что экзотермическая реакция выделяет тепло, и повышение температуры приведет к смещению равновесия в сторону исходных веществ (угля и углекислого газа), уменьшая количество угарного газа (CO).