В какую сторону смещается химическое равновесие в обратимой реакции CO + H2O ⇌ CO2 + H2 (ΔH < 0) при повышении давления, понижении температуры, увеличении концентрации исходных веществ?

Реакция: CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂, причём ΔH < 0, то есть прямое направление экзотермическое (идёт с выделением тепла).

1) Повышение давления

Смотрим на число молей газа слева и справа:

• слева: CO (газ) + H₂O (пар) → всего 2 моль газа

• справа: CO₂ (газ) + H₂ (газ) → всего 2 моль газа

Число молей газа одинаковое, значит изменение давления не даёт преимущества ни одной стороне (по принципу Ле Шателье смещение происходит туда, где меньше молей газа, но здесь их поровну).

Вывод: при повышении давления равновесие не смещается.

2) Понижение температуры

Так как прямое направление экзотермическое (ΔH < 0), то тепло можно считать “продуктом” прямой реакции. Если температуру понизить, система стремится выделять тепло, то есть усиливает экзотермическое направление.

Вывод: при понижении температуры равновесие смещается вправо, к образованию CO₂ и H₂.

3) Увеличение концентрации исходных веществ

Исходные вещества здесь — CO и H₂O. Если увеличить их концентрацию, система будет стремиться “израсходовать” добавленные реагенты, то есть усилит прямую реакцию.

Вывод: при увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается вправо, к образованию CO₂ и H₂.

Итог:

• Давление повышаем → смещения нет (2 моль газа ⇌ 2 моль газа).

• Температуру понижаем → смещение вправо.

• Концентрацию CO и/или H₂O увеличиваем → смещение вправо.