Химия 9 КЛАСС МОЛЮ ПОМОЧЬ

Для увеличения выхода водорода в предложенных реакциях необходимо учитывать принципы химической кинетики и смещения химического равновесия согласно принципу Ле Шателье. Рассмотрим каждый случай отдельно:

А) CO₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O + Q (экзотермическая реакция)

Для увеличения выхода водорода в этой реакции (смещения равновесия влево):

1. Понижение давления – так как в правой части реакции меньшее количество газообразных молекул (2 против 5 в левой части), понижение давления сместит равновесие в сторону большего объема, то есть влево, увеличивая количество водорода.


2. Повышение температуры – поскольку реакция экзотермическая (с выделением тепла), повышение температуры сместит равновесие влево, что приведет к увеличению количества водорода.


3. Удаление метана или воды – если продукты реакции (CH₄ и H₂O) будут постоянно удаляться из системы, это сместит равновесие влево, увеличивая выход водорода.



Б) CH₄ + H₂O → CO₂ + 4H₂ - Q (эндотермическая реакция)

Для увеличения выхода водорода в этой реакции (смещения равновесия вправо):

1. Повышение давления – в данной реакции на правой стороне (4 молекулы водорода + CO₂) больше молекул газа, чем на левой (CH₄ + H₂O). Однако по закону Ле Шателье, повышение давления сместит равновесие в сторону уменьшения числа молекул. Но в данном случае важнее другой фактор:


2. Повышение температуры – реакция эндотермическая (требует тепла), поэтому повышение температуры сместит равновесие вправо, увеличивая выход водорода.


3. Удаление продуктов – удаление продуктов (CO₂ и H₂) из реакционной смеси также сместит равновесие вправо, что увеличит количество образующегося водорода.



Таким образом, для обеих реакций повышение температуры является ключевым фактором для увеличения выхода водорода, но в реакции А также нужно снижать давление, а в реакции Б – повышать.