Рассмотрим каждую реакцию и ответим на поставленные вопросы пошагово. Для этого используем законы химической термодинамики и принцип Ле Шателье.
ДАНЫ РЕАКЦИИ:
( \mathrm{Na(x) + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 + 92, \text{kДж}} )
( \mathrm{2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g) + 113, \text{kДж}} )
( \mathrm{2NO_2(g) \leftrightarrow N_2O_4(g) \quad -9,6, \text{kДж}} )
( \mathrm{CO(g) + H_2O(g) \leftrightarrow CO_2(g) + H_2(g) \quad +43, \text{kДж}} )
Вопрос 1: Какие из реакций будут экзотермическими?
- Экзотермическая реакция — это такая, в которой выделяется тепло, то есть энергия отрицательная (( \Delta Q < 0 )), или реакция сопровождается положительным ( \Delta H ).
Из данных:
Реакция 1: ( +92, \text{kДж} ) — нагревание, значит, это эндотермическая, выделяется тепло — неэкзотермическая.
Реакция 2: ( +113, \text{kДж} ) — нагревание, эндотермическая.
Реакция 3: ( -9,6, \text{kДж} ) — выделяется тепло, значит, экзотермическая.
Реакция 4: ( +43, \text{kДж} ) — нагревание, эндотермическая.
Ответ: Реакция 3 — это единственная экзотермическая реакция.
Вопрос 2: Какая из реакций будет эндотермической?
Ответ очевиден: реакции, в которых ( \Delta H > 0 ), то есть поглощается тепло.
В данном случае:
Реакция 1: +92 кДж — эндотермическая.
Реакция 2: +113 кДж — эндотермическая.
Реакция 3: -9,6 кДж — экзотермическая.
Реакция 4: +43 кДж — эндотермическая.
Ответ: реакции 1, 2 и 4 — все эндотермические.
Вопрос 3: Куда сместится равновесие в реакции 1 при добавлении аммиака в реакционную смесь?
Реакция 1: ( \mathrm{Na(x) + 3H_2 \leftrightarrow 2NH_3 + 92, \text{kДж}} )
При добавлении ( \mathrm{NH_3} ) — увеличение концентрации продукта.
По принципу Ле Шателье, равновесие сместится в обратную сторону, чтобы снизить концентрацию ( \mathrm{NH_3} ):
[
\text{Равновесие сместится влево, то есть в сторону исходных веществ.}
]
Вопрос 4: Куда сместится равновесие в реакции 2 при нагревании?
Реакция 2: ( \mathrm{2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g) + 113, \text{kДж}} )
Реакция эндотермическая (поглощает тепло).
При нагревании равновесие сместится в сторону, противоположную тепловым затратам — в сторону исходных веществ.
[
\text{Равновесие сместится влево, в сторону исходных веществ.}
]
Вопрос 5: Куда сместится равновесие в реакции 3 при увеличении давления?
Реакция 3: ( \mathrm{2NO_2(g) \leftrightarrow N_2O_4(g)} )
Обладает одинаковым количеством газов — 2 молекулы слева и 1 справа.
Увеличение давления (или уменьшение объема) — смещает равновесие в сторону, где меньше объем, то есть в сторону меньшего числа молекул.
В данном случае — в сторону ( \mathrm{N_2O_4} ), то есть правую.
Ответ: равновесие сместится вправо, в сторону образования ( \mathrm{N_2O_4} ).
Вопрос 6: Куда сместится равновесие в реакции 4 при добавлении воды?
Реакция 4: ( \mathrm{CO(g) + H_2O(g) \leftrightarrow CO_2(g) + H_2(g)} )
При добавлении воды ( \mathrm{H_2O} ) — увеличивается концентрация продукта.
По принципу Ле Шателье, равновесие сместится вправо, чтобы снизить концентрацию добавленной воды.
Ответ: равновесие сместится вправо, образуя больше ( \mathrm{CO_2} ) и ( \mathrm{H_2} ).
Если нужно более подробное объяснение или есть дополнительные вопросы — обращайтесь!