В данной реакции:
[ 2 \text{NO(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2 \text{NO}_2\text{(g)} + Q ]
происходит экзотермический процесс (выделяется тепло, обозначено как ( Q )). Рассмотрим, как различные факторы влияют на смещение химического равновесия согласно принципу Ле Шателье:
1) Повышение давления:
При увеличении давления система стремится сместить равновесие в сторону уменьшения объема газовой фазы. В данной реакции суммарное количество молекул исходных веществ (2 NO + 1 O2 = 3 молекулы) больше, чем количество молекул продуктов (2 NO2). Следовательно, при повышении давления равновесие смещается в сторону образования NO2, то есть в сторону продуктов.
2) Повышение температуры:
Так как реакция экзотермическая (тепло выделяется), повышение температуры будет смещать равновесие в сторону эндотермического процесса, то есть в сторону исходных веществ. Таким образом, повышение температуры смещает равновесие в сторону образования NO и O2, а не NO2.
3) Понижение давления:
При понижении давления равновесие смещается в сторону увеличения объема газовой фазы. Поскольку исходные вещества занимают больший объем, чем продукты, понижение давления смещает равновесие в сторону образования NO и O2.
4) Применение катализатора:
Катализатор ускоряет достижение равновесия, но не смещает его. Он снижает энергию активации для обоих направлений реакции, ускоряя как прямую, так и обратную реакцию, но не изменяя положения равновесия.
Таким образом, из предложенных условий только повышение давления (пункт 1) способствует смещению равновесия в сторону образования продуктов реакции (NO2).