Давайте разберем каждый пункт вопросов по порядку:
1. Оценка справедливости суждений
Суждение 1: В состоянии химического равновесия концентрация исходных веществ равна концентрации продуктов реакции
Это утверждение неверно. В состоянии химического равновесия скорости прямой и обратной реакций равны, однако это не означает, что концентрации исходных веществ и продуктов реакции также равны. Концентрации компонентов могут быть разными и зависят от константы равновесия (K). Константа равновесия определяется как отношение произведений концентраций продуктов реакции к произведениям концентраций исходных веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов.
Суждение 2: Катализатор увеличивает скорость реакции, но в реакции не участвует
Это утверждение верно. Катализатор увеличивает скорость химической реакции, снижая активационную энергию, но он не расходуется в ходе реакции и не изменяет ее термодинамическое равновесие. Катализатор участвует в промежуточных стадиях реакции, но в конце реакции он регенерируется в исходном виде.
2. Влияние различных факторов на состояние равновесия в системе 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 + Q
Вариант 1: Катализатор
Катализатор ускоряет достижение равновесного состояния, но не сдвигает само равновесие ни в одну из сторон. Он просто делает реакцию более быстрой, но не изменяет концентрации веществ в равновесии.
Вариант 2: Изменение давления
Изменение давления влияет на равновесие, если в реакции участвуют газы и если количество молекул газов различается на правой и левой сторонах уравнения. В данном случае, у нас есть 3 молекулы газов слева (2SO2 + O2) и 2 молекулы справа (2SO3). Увеличение давления сдвинет равновесие в сторону образования меньшего числа молекул (в данном случае, в сторону продуктов реакции — 2SO3).
Вариант 3: Изменение концентрации исходных веществ
Изменение концентрации исходных веществ влияет на положение равновесия согласно принципу Ле Шателье. Если увеличивается концентрация SO2 или O2, равновесие сместится в сторону образования большего количества SO3. Если концентрация исходных веществ уменьшается, равновесие сместится в обратную сторону.
Вариант 4: Изменение температуры
Изменение температуры влияет на равновесие в зависимости от того, является ли реакция экзотермической или эндотермической. В данном случае реакция экзотермическая (выделяется тепло, обозначенное как Q). Повышение температуры сдвинет равновесие в сторону исходных веществ (влево), чтобы поглотить избыточное тепло. Понижение температуры сдвинет равновесие в сторону продуктов реакции (вправо).
Ответ на второй вопрос:
На состояние равновесия в системе 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 + Q не оказывает влияние:
1) Катализатор
Таким образом, правильный ответ на второй вопрос — Катализатор, так как он не изменяет положение равновесия, а лишь ускоряет достижение этого состояния.