Для того чтобы понять, в какую сторону сместится химическое равновесие реакции CO₂ + C ↔ 2CO - Q при различных условиях, нужно рассмотреть несколько факторов, в том числе принцип Ле Шателье, который гласит, что система в равновесии будет стремиться компенсировать внешние воздействия, чтобы восстановить равновесие. Рассмотрим каждое из приведенных условий:
Температура:
- Реакция CO₂ + C ↔ 2CO сопровождается выделением тепла (экзотермическая реакция), что означает, что -Q указывает на выделение тепла.
- Понижение температуры будет способствовать смещению равновесия в сторону продуктов реакции (вправо), так как система стремится компенсировать понижение температуры, увеличивая количество тепла.
Давление:
- Объём газов на левой стороне уравнения реакции (CO₂) меньше, чем объём газов на правой стороне (2CO). Таким образом, общее количество молекул газа увеличивается при переходе с левой стороны на правую.
- Повышение давления приведет к смещению равновесия в сторону уменьшения объема газа (влево), а понижение давления — в сторону увеличения объема газа (вправо).
Теперь рассмотрим каждый из предложенных вариантов:
А. Понижение температуры и давления — Понижение температуры способствует смещению равновесия вправо (в сторону продуктов), а понижение давления также способствует смещению равновесия вправо (в сторону продуктов). Таким образом, оба эти фактора будут смещать равновесие в сторону продуктов реакции.
Б. Повышение давления и понижение температуры — Повышение давления смещает равновесие влево (в сторону реагентов), тогда как понижение температуры смещает равновесие вправо (в сторону продуктов). Эти два влияния будут действовать в противоположных направлениях, и итоговое смещение будет зависеть от того, какой из факторов окажет большее влияние, но в целом, они не будут способствовать одновременному смещению равновесия в сторону продуктов.
В. Добавление СО₂ и понижение температуры — Добавление СО₂ увеличивает концентрацию одного из реагентов, что смещает равновесие влево (в сторону реагентов), тогда как понижение температуры смещает равновесие вправо (в сторону продуктов). Эти два влияния также будут действовать в противоположных направлениях.
Г. Добавление СО₂ и понижение давления — Добавление СО₂ смещает равновесие влево (в сторону реагентов), тогда как понижение давления смещает равновесие вправо (в сторону продуктов). Эти два влияния также будут действовать в противоположных направлениях.
Таким образом, правильный ответ — А. понижении температуры и давления. Только в этом случае оба фактора будут одновременно способствовать смещению равновесия в сторону продуктов реакции.