В какую сторону смещается химическое равновесие в следующей реакции CH4 + H2O <--> CO + 3H2 - Q: а) при повышении давления б) при увеличении температуры в) при увеличении концентрации метана

Разберём вопрос по частям, используя принципы химической термодинамики и закон действия масс. Рассмотрим реакцию:

Это эндотермическая реакция (выделение тепла отрицательное для левой стороны, значит для протекания вперёд требуется тепло).

а) При повышении давления

Считаем число молей газов:

• Левая сторона: 1 (CH₄) + 1 (H₂O) = 2 моля

• Правая сторона: 1 (CO) + 3 (H₂) = 4 моля

Повышение давления смещает равновесие в сторону меньшего числа молей газа (по принципу Ле Шателье).

• Здесь меньше молей на левой стороне (2 < 4).
  Вывод: равновесие смещается в левую сторону, в сторону исходных веществ.

б) При увеличении температуры

Реакция эндотермическая: энергия требуется для образования продуктов.

• Повышение температуры по принципу Ле Шателье смещает равновесие в сторону, поглощающую тепло, то есть вправо, в сторону образования CO и H₂.
  Вывод: равновесие смещается в правую сторону.

в) При увеличении концентрации метана (CH₄)

Согласно закону действия масс:

Если увеличить концентрацию CH₄, то система будет стремиться снизить это воздействие, смещаясь в сторону образования продуктов.
Вывод: равновесие смещается в правую сторону, в сторону CO и H₂.

Итог:

• а) при повышении давления → влево

• б) при увеличении температуры → вправо

• в) при увеличении концентрации метана → вправо