3. Равновесие в системе Н2$г$ + I2$г$ = 2HI$г$ + Q сместится в сторону продуктов реакции а) при повышении...

Рассмотрим химическое равновесие реакции:

${\text{H}}_2(\text{г})+{\text{I}}_2(\text{г})\rightleftharpoons 2\text{HI}(\text{г})$

и как различные факторы влияют на смещение равновесия в сторону продуктов реакции $образованиеHI$.

а) При повышении температуры

Влияние температуры на химическое равновесие определяется принципом Ле Шателье. Для этого необходимо знать, является ли реакция экзотермической или эндотермической. Предположим, что реакция:

${\text{H}}_2(\text{г})+{\text{I}}_2(\text{г})\to 2\text{HI}(\text{г})$

является экзотермической, т.е., она выделяет тепло. Тогда повышение температуры будет смещать равновесие в сторону исходных веществ $H₂иI₂$, чтобы компенсировать увеличение тепла и уменьшить воздействие.

Если же реакция эндотермическая $поглощаеттепло$, повышение температуры сместит равновесие в сторону продуктов $HI$, так как система будет поглощать избыточное тепло.

б) При повышении давления

Для газовых реакций повышение давления влияет на равновесие в зависимости от изменения количества молекул газа. В данной реакции:

${\text{H}}_2(\text{г})+{\text{I}}_2(\text{г})\to 2\text{HI}(\text{г})$

из одной молекулы H₂ и одной молекулы I₂ образуются две молекулы HI. Общее количество молекул до и после реакции одинаково $2молекулы$, поэтому изменение давления не окажет значительного влияния на смещение равновесия в данной системе.

в) В присутствии катализатора

Катализатор ускоряет как прямую, так и обратную реакции, не смещая химическое равновесие. Он снижает энергию активации, тем самым увеличивая скорость достижения равновесия, но не изменяет положение равновесия. Следовательно, равновесие не будет смещаться ни в сторону продуктов, ни в сторону исходных веществ.

г) При понижении температуры

Опять же, влияние температуры зависит от теплового эффекта реакции. Если реакция экзотермическая, понижение температуры сместит равновесие в сторону продуктов $образованиеHI$, так как система будет стремиться компенсировать потерю тепла. Если же реакция эндотермическая, понижение температуры сместит равновесие в сторону исходных веществ.

Заключение

Для экзотермической реакции $предположительно$:

• а) При повышении температуры равновесие смещается в сторону исходных веществ.
• б) Повышение давления не влияет на равновесие.
• в) Катализатор не смещает равновесие.
• г) Понижение температуры смещает равновесие в сторону продуктов.

Для эндотермической реакции $еслибыонабылатакой$:

• а) При повышении температуры равновесие смещается в сторону продуктов.
• б) Повышение давления не влияет на равновесие.
• в) Катализатор не смещает равновесие.
• г) Понижение температуры смещает равновесие в сторону исходных веществ.

Без точной информации о тепловом эффекте реакции можно только сделать предположения. Обычно реакция образования HI из элементов является слегка экзотермической, что соответствует первому сценарию.

а) При повышении температуры равновесие в системе будет смещаться в сторону продуктов реакции. Это происходит потому, что реакция Н2$г$ + I2$г$ = 2HI$г$ является экзотермической, то есть выделение тепла при образовании продуктов. Повышение температуры будет способствовать уменьшению количества тепла в системе, и чтобы компенсировать это, равновесие будет смещаться в сторону образования продуктов.

б) При повышении давления равновесие в системе также будет смещаться в сторону продуктов реакции. Это происходит потому, что образование молекул газа HI$г$ приводит к уменьшению общего объема газов в системе, что позволяет снизить давление, смещая равновесие в сторону продуктов.

в) В присутствии катализатора равновесие также будет смещаться в сторону продуктов реакции. Катализатор ускоряет обратимую реакцию, что значит, что скорость образования продуктов увеличивается, и равновесие будет смещаться в сторону продуктов для компенсации увеличения скорости.

г) При понижении температуры равновесие будет смещаться в сторону обратимой реакции, то есть в сторону реагентов. Так как реакция образования HI$г$ является экзотермической, понижение температуры приведет к увеличению количества тепла в системе. Равновесие будет смещаться в сторону образования реагентов, чтобы компенсировать увеличение тепла.

а) при повышении температуры;