Объясните, в какую сторону сместится равновесие следующей химической реакции: $$CO_{2(г)} + C_{(т)} \rightleftharpoons 2CO - Q$$ При: а) увеличении температуры; б) увеличении давления; в) увеличении концентрации CO2; г) увеличение площади поверхности углерода?

Рассмотрим смещение равновесия в реакции $$CO_{2(г)} + C_{(т)} \rightleftharpoons 2CO - Q$$ при различных условиях, опираясь на принцип Ле Шателье:

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать воздействие (изменение температуры, давления или концентрации), то равновесие сместится в направлении, ослабляющем это воздействие.

а) Увеличение температуры:

В данной реакции выделение тепла происходит в прямой реакции ($$-Q$$), то есть реакция экзотермическая. Увеличение температуры будет благоприятствовать эндотермической (обратной) реакции, которая поглощает тепло. Следовательно, равновесие сместится влево, в сторону реагентов ($$CO_2$$ и $$C$$).

б) Увеличение давления:

В газовой фазе в левой части реакции участвует 1 моль газа ($$CO_2$$), а в правой части – 2 моля газа ($$2CO$$). Увеличение давления сместит равновесие в сторону меньшего числа молей газа. Следовательно, равновесие сместится влево, в сторону реагентов ($$CO_2$$ и $$C$$).

в) Увеличение концентрации $$CO_2$$:

Увеличение концентрации одного из реагентов ($$CO_2$$) сместит равновесие в сторону продуктов реакции, чтобы уменьшить воздействие увеличения концентрации. Следовательно, равновесие сместится вправо, в сторону продукта ($$CO$$).

г) Увеличение площади поверхности углерода:

Углерод находится в твердом состоянии, и изменение площади его поверхности не оказывает существенного влияния на равновесие в газовой фазе. Следовательно, равновесие не сместится.