Чтобы определить, в какую сторону сместится химическое равновесие реакции 2CO + O2 ⇌ 2CO2 + Q при различных условиях, необходимо понимать принцип Ле Шателье. Этот принцип гласит, что если на систему в равновесии воздействовать извне, то равновесие смещается в направлении, уменьшающем это воздействие.
1) Увеличение концентрации O2:
При увеличении концентрации одного из реагентов, в данном случае кислорода (O2), система стремится компенсировать это изменение, смещая равновесие в сторону, где этот реагент расходуется. В данной реакции кислород (O2) является реагентом, поэтому увеличение его концентрации приведет к смещению равновесия вправо, то есть в сторону образования большего количества углекислого газа (CO2). Это происходит потому, что реакция, приводящая к образованию продукта, будет использовать добавленный кислород, стремясь восстановить равновесие.
2) Применение катализатора:
Катализатор влияет на скорость достижения равновесия, но не изменяет положение самого равновесия. Его основная функция — ускорение как прямой, так и обратной реакции за счет уменьшения энергии активации. Таким образом, катализатор позволяет системе быстрее достичь равновесного состояния, но не смещает равновесие ни в одну из сторон. В контексте данной реакции применение катализатора не изменит распределение концентраций CO, O2 и CO2 в равновесном состоянии, но ускорит достижение этого состояния.
Таким образом, увеличение концентрации O2 сместит равновесие вправо, к образованию CO2, тогда как применение катализатора не изменит положение равновесия, а лишь ускорит его достижение.