Question

Химия.
Выразите через концентрации скорости прямой и обратной реакции и константу равновесия для системы:
С (тв) +2Н2(газ) = СН4(газ) (дельта H<0)
Как следует изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию водорода; чтобы сместить равновесие в сторону образования большого количества метана?

Answer 1

Добрый день! Отличный вопрос! Давайте рассмотрим каждый из вариантов в отдельности.

а) Изменение температуры:

По данным, которые нам предоставлены, мы знаем, что реакция является экзотермической, то есть выделение тепла происходит при образовании метана. Это означает, что реакция будет перемещаться в обратном направлении с повышением температуры. Чтобы сместить равновесие в сторону образования большего количества метана, нам необходимо снизить температуру.

б) Изменение давления:

Поскольку все вещества в реакции находятся в различных фазах (C - твердое, H2 - газообразное, СH4 - газообразное), изменение давления не будет оказывать значительного влияния на равновесие реакции. Поэтому, изменение давления не будет иметь эффекта на образование метана.

в) Изменение концентрации водорода:

Чтобы сместить равновесие в сторону образования метана, мы должны увеличить концентрацию вещества, находящегося на стороне реагентов, то есть концентрацию водорода (H2). Это можно сделать, например, путем добавления большего количества молекул водорода в реакционную смесь.

Теперь о концентрациях скорости прямой и обратной реакции и константе равновесия:

Скорость прямой реакции будет зависеть от концентрации веществ на стороне реагентов (в данном случае, это концентрация водорода и ацетилена). Если мы увеличим концентрацию водорода, то его концентрация в числителе уравнения скорости прямой реакции увеличится, что приведет к увеличению скорости прямой реакции.

Скорость обратной реакции будет зависеть от концентрации веществ на стороне продуктов (в данном случае, это концентрация метана). Если мы увеличим концентрацию метана, то его концентрация в знаменателе уравнения скорости обратной реакции увеличится, что приведет к увеличению скорости обратной реакции.

Константа равновесия (K) для данной реакции будет зависеть от концентраций веществ на обоих сторонах (концентраций метана и водорода). Увеличение концентрации метана и водорода приведет к увеличению значения константы равновесия, что означает, что равновесие будет смещаться в сторону образования большего количества метана.

Итак, чтобы сместить равновесие в сторону образования большего количества метана, нам необходимо снизить температуру и увеличить концентрацию водорода. Об изменении давления необходимо отметить, что оно не будет иметь существенного влияния на равновесие в данной реакции.