Реши задачу

Кратко

Задание 2. Для реакции \[2H_2(г)+O_2(г)\rightleftharpoons 2H_2O(г)+Q\]

• при повышении температуры равновесие смещается влево (к \(H_2\) и \(O_2\)), при понижении — вправо;
• при повышении давления — вправо (к \(H_2O\)), при понижении — влево;
• при увеличении концентрации \(O_2\) или \(H_2\) — вправо, при увеличении концентрации \(H_2O\) — влево.

Задание 1. Скорость реакции растёт с концентрацией реагентов: \(v=k[A]^a[B]^b\). Например, для \(2NO+O_2\to 2NO_2\) скорость \(v=k[NO]^2[O_2]\): увеличили концентрацию \(NO\) в 3 раза — скорость выросла в \(3^2=9\) раз, а увеличили \(O_2\) в 2 раза — скорость выросла в 2 раза.

Задание 1: почему так

1. Чем больше частиц в единице объёма, тем чаще они сталкиваются — тем быстрее идёт реакция. Для гомогенных реакций это записывают законом действующих масс: \[v=k[A]^a[B]^b,\] где \(a\) и \(b\) — коэффициенты в уравнении (для простых реакций).

2. Примеры:

• \(2NO+O_2\to 2NO_2\) — увеличение \([NO]\) в 3 раза даёт рост скорости в 9 раз, увеличение \([O_2]\) в 2 раза — в 2 раза;
• \(Zn+2HCl\to ZnCl_2+H_2\uparrow\) — чем концентрированнее кислота, тем быстрее выделяется водород;
• горение в чистом кислороде идёт быстрее, чем в воздухе, где кислорода около 21 %;
• \(Na_2S_2O_3+H_2SO_4\to Na_2SO_4+S\downarrow+SO_2\uparrow+H_2O\) — при разбавлении раствора тиосульфата осадок серы появляется позже.

3. Важно: концентрация твёрдых веществ постоянна, поэтому в выражение скорости она не входит. Например, для \(C(тв)+O_2(г)\to CO_2(г)\) скорость \(v=k[O_2]\).

Задание 2: как рассуждать

Шаг 1. Разбираем уравнение. Слева \(2+1=3\) моль газа, справа \(2\) моль газа. Знак «\(+Q\)» справа означает: прямая реакция экзотермическая (выделяет тепло), обратная — эндотермическая (поглощает).

Шаг 2. Принцип Ле Шателье: внешнее воздействие смещает равновесие в сторону той реакции, которая это воздействие ослабляет.

Шаг 3. По факторам:

• Температура. Нагрели — система «хочет» поглотить тепло, идёт эндотермическая реакция, то есть обратная — равновесие влево. Охладили — вправо.
• Давление. Повысили давление — система «хочет» уменьшить объём, идёт реакция с меньшим числом молей газа: \(3\to 2\), то есть прямая — вправо. Понизили давление — влево.
• Концентрация. Добавили \(O_2\) — система расходует его, идёт прямая реакция — вправо. Добавили \(H_2O\) — идёт обратная — влево. Отводим воду — вправо.
• Катализатор ускоряет обе реакции одинаково и равновесие не смещает.

Шаг 4. Проверка. Константа равновесия \(K=\frac{[H_2O]^2}{[H_2]^2[O_2]}\). При сжатии в \(n\) раз числитель растёт как \(n^2\), знаменатель как \(n^3\), поэтому \(Q_c=K/n<K\) — реакция идёт вправо. При нагревании \(K\) у экзотермической реакции уменьшается — равновесие уходит влево. Оба результата совпадают с выводами по Ле Шателье.

Про фото: у задания 2 видно только само уравнение реакции, а перечень воздействий (температура, давление, концентрация) обрезан справа. Я разобрал все стандартные случаи — выбери те, которые указаны в твоём учебнике.