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!