Как нужно изменить давление в системе, температуру и концентрации веществ, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения: PCl5 (г.) ↔ PCl3 (г.) + Cl2 (г.) + 9,26 кДж?

Для того чтобы сместить равновесие реакции разложения $\text{PCl}_5 (г.) \rightleftharpoons \text{PCl}_3 (г.) + \text{Cl}_2 (г.) + 9,26 \, \text{кДж}$, нужно учесть влияние давления, температуры и концентрации веществ. Вопрос связан с принципом Ле Шателье, который говорит о том, что если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать изменениями внешних условий (температуры, давления, концентрации веществ), то равновесие сместится в ту сторону, которая будет ослаблять действие этих изменений.

1. Температура:

В реакции разложения $\text{PCl}_5$ выделяется тепло ($\Delta H = +9,26 \, \text{кДж}$), то есть она экзотермична. Чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения, нужно повысить температуру. Это соответствует принципу Ле Шателье, который гласит, что повышение температуры сдвигает равновесие в сторону эндотермической реакции (в данном случае - в сторону разложения $\text{PCl}_5$).

2. Давление:

Рассмотрим, как изменение давления влияет на реакцию. В уравнении реакции слева находится 1 молекула $\text{PCl}_5$, а справа — 1 молекула $\text{PCl}_3$ и 1 молекула $\text{Cl}_2$, то есть в целом на 1 молекулу вещества становится 2 молекулы. Это означает, что при увеличении давления равновесие будет смещаться в сторону меньшего объема, то есть в сторону реакции синтеза (образования $\text{PCl}_5$), а при понижении давления — в сторону разложения. Таким образом, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения, нужно уменьшить давление.

3. Концентрации веществ:

Согласно принципу Ле Шателье, увеличение концентрации одного из продуктов реакции смещает равновесие в сторону образования других продуктов, а уменьшение — в сторону образования исходных веществ.

• Если вы увеличите концентрацию $\text{PCl}_5$, равновесие будет смещаться в сторону разложения, так как система будет стремиться разложить лишний $\text{PCl}_5$, чтобы уменьшить его концентрацию.
• Если вы уберете $\text{Cl}_2$ или $\text{PCl}_3$, равновесие тоже будет смещаться в сторону разложения, так как система будет стремиться восполнить их концентрацию.

Итог:

Чтобы сместить равновесие в сторону разложения $\text{PCl}_5$, нужно:

• Увеличить температуру, так как реакция разложения экзотермична.
• Уменьшить давление, так как при разложении количество молекул увеличивается.
• Увеличить концентрацию $\text{PCl}_5$ или уменьшить концентрацию $\text{PCl}_3$ и $\text{Cl}_2$, чтобы стимулировать разложение.