Для решения этой задачи воспользуемся принципом Le Chatelier, который гласит, что если на равновесную систему оказывается воздействие, система сместит равновесие в сторону, которая минимизирует это воздействие.
Исходя из реакции:
[ \text{SO}_2\text{Cl}_2 (r) \rightleftharpoons \text{SO}_2 (r) + \text{Cl}_2 (r) ]
Рассмотрим каждое из воздействий:
A) Увеличение концентрации хлора
При увеличении концентрации одного из продуктов реакции (в данном случае хлора, (\text{Cl}_2)), равновесие сместится в сторону реактанта (обратной реакции), чтобы уменьшить концентрацию продукта.
Ответ: 2) в сторону обратной реакции.
Б) Добавление катализатора
Катализатор ускоряет как прямую, так и обратную реакции одинаково, не меняя положения равновесия. Таким образом, он не вызывает смещения равновесия.
Ответ: 3) практически не смещается.
В) Понижение температуры
Для экзотермической реакции понижение температуры сместит равновесие в сторону, где выделяется тепло, то есть в сторону прямой реакции (образования (\text{SO}_2 \text{Cl}_2)). Если в этой реакции выделяется тепло, то при понижении температуры равновесие сдвинется вправо, то есть к продуктам.
Ответ: 1) в сторону прямой реакции.
Г) Увеличение давления
При увеличении давления равновесие сместится в сторону, где меньшее количество газообразных молекул. В данной реакции по схеме:
- (\text{SO}_2\text{Cl}_2 (g)) (1 молекула)
- (\text{SO}_2 (g) + \text{Cl}_2 (g)) (2 молекулы)
При увеличении давления равновесие сместится в сторону, где меньше газовых молекул, то есть в сторону прямой реакции.
Ответ: 1) в сторону прямой реакции (смотри, сколько молекул газа).
Теперь свяжем все ответы:
Воздействие | Смещение химического равновесия
A) Увеличение концентрации хлора | 2) в сторону обратной реакции
Б) Добавление катализатора | 3) практически не смещается
В) Понижение температуры | 1) в сторону прямой реакции
Г) Увеличение давления | 1) в сторону прямой реакции
Таким образом, мы установили соответствие между воздействиями и смещениями химического равновесия согласно принципу Le Chatelier.