Реакция:
[ 2\text{CO} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{COCl} ]
является экзотермической, то есть при её протекании выделяется тепло. Для анализа смещения химического равновесия будем использовать принцип Ле Шателье, который гласит, что система стремится компенсировать воздействие, направленное на неё.
а) При повышении температуры:
Для экзотермической реакции повышение температуры будет рассматриваться системой как добавление избыточного тепла. В соответствии с принципом Ле Шателье, система будет стремиться уменьшить это воздействие, то есть сместить равновесие в сторону, где тепло поглощается — в сторону исходных веществ.
[ 2\text{CO} + \text{Cl}_2 \leftarrow 2\text{COCl} ]
б) При понижении температуры:
Понижение температуры будет рассматриваться как удаление тепла из системы. Для компенсации этого воздействия система сместит равновесие в сторону, где тепло выделяется — в сторону продуктов реакции.
[ 2\text{CO} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{COCl} ]
в) При увеличении давления:
Согласно уравнению реакции, общее количество молекул реагентов (2 молекулы CO + 1 молекула Cl₂ = 3 молекулы) больше, чем количество молекул продуктов (2 молекулы COCl). При увеличении давления система будет стремиться уменьшить давление, смещая равновесие в сторону с меньшим количеством молекул, то есть в сторону продуктов реакции.
[ 2\text{CO} + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{COCl} ]
г) При уменьшении давления:
С уменьшением давления система будет стремиться увеличить давление, смещая равновесие в сторону с большим количеством молекул. В данном случае это сторона реагентов.
[ 2\text{CO} + \text{Cl}_2 \leftarrow 2\text{COCl} ]
Таким образом, изменения условий (температуры и давления) влияют на смещение химического равновесия следующим образом:
- Повышение температуры смещает равновесие влево (к исходным веществам).
- Понижение температуры смещает равновесие вправо (к продуктам).
- Увеличение давления смещает равновесие вправо (к продуктам).
- Уменьшение давления смещает равновесие влево (к исходным веществам).