На фото два варианта, поэтому решу оба.
Краткий ответ
Вариант А
1. Образование аммиака:
\[ \mathrm{N_2+3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3+Q} \]
Коэффициент \(2\) перед \(\mathrm{NH_3}\) обязателен.
- повышение температуры — равновесие сместится влево;
- повышение давления — вправо;
- увеличение концентрации \(\mathrm{N_2}\) или \(\mathrm{H_2}\) — вправо.
2. Реакция:
\[ \mathrm{2NO+O_2 \rightleftharpoons 2NO_2+Q} \]
- повышение давления — вправо;
- повышение температуры — влево.
Вариант Б
1. Перенос кислорода гемоглобином:
\[ \mathrm{Hb+O_2 \rightleftharpoons HbO_2} \]
Да, процесс согласуется с принципом Ле Шателье:
- в лёгких равновесие смещается вправо, образуется оксигемоглобин;
- в тканях равновесие смещается влево, кислород высвобождается.
2. Разложение карбоната кальция:
\[ \mathrm{CaCO_3(тв.) \rightleftharpoons CaO(тв.)+CO_2(г.)-Q} \]
- повышение температуры — вправо;
- повышение давления — влево;
- удаление \(\mathrm{CO_2}\) — вправо.
Объяснение
Принцип Ле Шателье
Если на равновесную систему воздействовать, равновесие сместится в сторону, которая ослабляет это воздействие.
- При добавлении вещества равновесие смещается в сторону его расходования.
- При повышении давления — в сторону меньшего числа молекул газа.
- При повышении температуры — в сторону эндотермической реакции, то есть поглощения теплоты.
Химическое равновесие — это состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций равны. Реакции продолжаются, поэтому равновесие называют динамическим.
Для реакции
\[ \mathrm{aA+bB \rightleftharpoons cC+dD} \]
константа равновесия:
\[ K_c=\frac{[\mathrm C]^c[\mathrm D]^d}{[\mathrm A]^a[\mathrm B]^b}. \]
Чистые твёрдые вещества в выражение обычно не включают.
Вариант А
В реакции образования аммиака теплота находится справа:
\[ \mathrm{N_2+3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3+Q}. \]
Значит, прямая реакция экзотермическая.
- При нагревании система стремится поглотить лишнюю теплоту, поэтому смещается влево.
- Слева \(4\) моль газа, а справа \(2\) моль газа. При повышении давления равновесие смещается вправо, где газа меньше.
- При увеличении концентрации исходных веществ система расходует их, поэтому равновесие смещается вправо.
Для реакции
\[ \mathrm{2NO+O_2 \rightleftharpoons 2NO_2+Q} \]
слева \(3\) моль газа, справа \(2\). Поэтому давление смещает равновесие вправо, а повышение температуры — влево, поскольку прямая реакция экзотермическая.
Вариант Б
В лёгких концентрация кислорода высокая. Система расходует избыток \(\mathrm{O_2}\):
\[ \mathrm{Hb+O_2 \rightarrow HbO_2}. \]
В тканях кислород расходуется клетками, его концентрация уменьшается. Поэтому равновесие смещается влево и оксигемоглобин распадается:
\[ \mathrm{HbO_2 \rightarrow Hb+O_2}. \]
В реакции разложения карбоната кальция запись \(-Q\) означает, что прямая реакция поглощает теплоту. Поэтому нагревание смещает равновесие вправо.
При повышении давления система выбирает сторону с меньшим числом молекул газа: слева газа нет, справа есть \(\mathrm{CO_2}\). Поэтому равновесие смещается влево.
Если удалить \(\mathrm{CO_2}\), система будет образовывать его дополнительно, поэтому равновесие сместится вправо.
Проверка
Все уравнения составлены правильно:
- \(\mathrm{N_2+3H_2 \rightarrow 2NH_3}\): атомов азота \(2\), водорода \(6\) с обеих сторон.
- \(\mathrm{2NO+O_2 \rightarrow 2NO_2}\): атомов азота \(2\), кислорода \(4\) с обеих сторон.
- \(\mathrm{CaCO_3 \rightarrow CaO+CO_2}\): атомов кальция \(1\), углерода \(1\), кислорода \(3\) с обеих сторон.
