В каком направлении смещается равновесие в системе PCL5(г)= PCl3(г)+ Cl2(г) при: а)увеличении давления; б) повышения температуры; в) добавления Cl2?
В каком направлении смещается равновесие в системе PCL5(г)= PCl3(г)+ Cl2(г) при: а)увеличении давления; б) повышения температуры; в) добавления Cl2?
а) При увеличении давления равновесие будет смещаться в сторону уменьшения объема газов. Поскольку входные реагенты занимают больший объем, чем продукты реакции, увеличение давления заставит систему сместиться в направлении уменьшения объема газов, то есть в сторону большего количества продуктов.
б) При повышении температуры равновесие будет смещаться в сторону эндотермической реакции. Так как образование PCl3 и Cl2 является эндотермическим процессом, повышение температуры приведет к увеличению количества эндотермической продукции.
в) При добавлении Cl2 реакция будет смещаться в сторону увеличения концентрации продуктов, чтобы компенсировать добавленное вещество. Таким образом, добавление Cl2 приведет к увеличению количества PCl3 и Cl2 в системе.
В химии при анализе смещения химического равновесия системы мы часто используем принцип Ле Шателье, который гласит, что система в равновесии будет стремиться компенсировать любое внешнее воздействие, направленное на изменение условий этого равновесия.
Рассмотрим систему: [ \text{PCl}_5(\text{г}) \leftrightarrow \text{PCl}_3(\text{г}) + \text{Cl}_2(\text{г}) ]
а) Увеличение давления:
В газовой фазе давление связано с количеством молекул (объемом). Уравнение показывает, что одна молекула (\text{PCl}_5) распадается на две молекулы (одна (\text{PCl}_3) и одна (\text{Cl}_2)). При увеличении давления система будет стремиться уменьшить давление, смещая равновесие в сторону, где меньше общее количество молекул газа.
[ \text{PCl}_5(\text{г}) \leftrightarrow \text{PCl}_3(\text{г}) + \text{Cl}_2(\text{г}) ]
Здесь на левой стороне у нас одна молекула газа, а на правой - две. Поэтому при увеличении давления равновесие сместится влево, к образованию (\text{PCl}_5), чтобы уменьшить давление за счет уменьшения количества молекул газа.
б) Повышение температуры:
Для этого случая нужно знать, является ли реакция эндотермической или экзотермической. Обычно разложение (\text{PCl}_5) на (\text{PCl}_3) и (\text{Cl}_2) является эндотермическим процессом (поглощает тепло).
[ \text{PCl}_5(\text{г}) + \text{тепло} \leftrightarrow \text{PCl}_3(\text{г}) + \text{Cl}_2(\text{г}) ]
При повышении температуры система будет стремиться поглотить избыточное тепло, следовательно, равновесие сместится вправо, к образованию (\text{PCl}_3) и (\text{Cl}_2).
в) Добавление ( \text{Cl}_2 ):
Если в систему добавить дополнительный ( \text{Cl}_2 ), то по принципу Ле Шателье система будет стремиться уменьшить концентрацию добавленного вещества. Это значит, что равновесие сместится влево, чтобы уменьшить концентрацию ( \text{Cl}_2 ):
[ \text{PCl}_5(\text{г}) \leftrightarrow \text{PCl}_3(\text{г}) + \text{Cl}_2(\text{г}) ]
Таким образом, добавление ( \text{Cl}_2 ) приведет к смещению равновесия влево, к образованию большего количества ( \text{PCl}_5 ).
Итак, подведем итог:
а) При увеличении давления равновесие смещается влево (к образованию (\text{PCl}_5)).
б) При повышении температуры равновесие смещается вправо (к образованию (\text{PCl}_3) и (\text{Cl}_2)).
в) При добавлении ( \text{Cl}_2 ) равновесие смещается влево (к образованию (\text{PCl}_5)).
а) Увеличении давления: равновесие сместится в сторону уменьшения молей газов. б) Повышении температуры: равновесие сместится в сторону увеличения молей газов. в) Добавлении Cl2: равновесие сместится в сторону увеличения молей газов.
