سؤال شماره ۱۷ در سال ۲۰۱۲، درباره جهت واکنش
Thread Content
۱۷. در تولید آمونیا از طریق سنتز با استفاده از گاز طبیعی، این مواد به عنوان گازهای ایدهآل در نظر گرفته میشوند. واکنش تبدیل بخار متان به صورت CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) است و یک واکنش برگشتپذیر محسوب میشود. اگر مقدار بخار آب افزایش یابد، جهت واکنش چگونه تغییر خواهد کرد؟ الف: به سمت مواد واکنشدهنده تغییر میکند. ب: هیچ تأثیری ندارد. ج: به سمت محصولات تغییر میکند. د: قابل تشخیص نیست. سؤال قدیمی دوباره مطرح شد، کاملاً گیجکننده است. اگر به دلیل افزودن بخار آب فشار سیستم افزایش یابد، باید به سمت کاهش فشار حرکت کرد، یعنی به سمت مواد واکنشدهنده. اما بخار آب هم یک ماده واکنشدهنده است، آیا دوباره به سمت محصولات حرکت نمیکند؟ آیا پاسخ این است که D قابل تشخیص نیست؟
تازه فرمولها را نوشتم، به نظر میرسد B تأثیری ندارد
برای تعیین جهت واکنش، عمدتاً به تغییرات غلظت اجزای مختلف توجه میشود. در این سؤال، اگر حجم ثابت باشد، افزودن بخار آب باعث تغییر غلظت آب میشود و سایر مقادیر تغییری نمیکنند؛ در این صورت واکنش به سمت راست انجام میشود. از آنجایی که شرایط کامل نیست، نمیتوان جهت واکنش را تعیین کرد؛ پس گزینه D را انتخاب کنید
به نظر میرسد شرایط این مسئله کامل نیست؛ از دیدگاه فشار یا غلظت، مشخص نشده است که آیا حجم ثابت است یا خیر
به نظر میرسد شرایط این مسئله کامل نیست؛ از دیدگاه فشار یا غلظت، مشخص نشده است که آیا حجم ثابت است یا خیر
روش ۱: فرآیند تولید درون راکتور انجام میشود و به عنوان حجم ثابت در نظر گرفته میشود； با افزودن بخار آب، تعادل به سمت کاهش فشار منتقل میشود، یعنی به سمت مواد واکنشدهنده ； با افزودن بخار آب، غلظت مواد واکنشدهنده افزایش مییابد؛ از نظر دینامیک واکنش، سرعت واکنش مثبت نیز افزایش مییابد ； در نتیجه، سرعت واکنش معکوس نیز افزایش مییابد ； اما نتیجه نهایی این است که سرعت واکنش بزرگتر از سرعت واکنش مثبت است. روش دوم: فرآیند تولید درون راکتور انجام میشود و به عنوان حجم ثابت در نظر گرفته میشود ； در فرآیند تولید، معمولاً فشار تحت کنترل است و از فشار ثابت استفاده میشود ； در شرایط حجم و فشار ثابت، افزایش بخار آب قطعاً منجر به کاهش متان یا کاهش دما میشود ； از آنجایی که در متن گفته نشده که مقدار متان کاهش یابد، پس قطعاً سیستم بسته تمایل به کاهش دما دارد ； با کاهش دما، واکنش حتماً به سمت تولید گرما حرکت میکند ； واکنش مثبت گرما جذب میکند، واکنش منفی گرما آزاد میکند ； بنابراین تعادل نیز به سمت چپ منتقل میشود! !
این سؤال باید اینگونه درک شود: متان و بخار آب هر دو واکنشدهنده هستند؛ با افزایش واکنشدهندهها و بدون تغییر سایر پارامترها، واکنش قطعاً در جهت مثبت خود انجام خواهد شد. در مورد متان، واکنش آن کاملتر است؛ بنابراین، واکنش قطعاً در جهت تولید محصولات انجام خواهد شد. یعنی پاسخ C درست است. نویسنده موضوع را خیلی پیچیده کرده است.
در مورد جامدات خالص و مایعات خالص، افزایش مقدار واکنشدهندگان باعث تغییر غلظت خود آنها نمیشود؛ یعنی غلظت آب تغییر نخواهد کرد. بنابراین از این منظر، تعادل تغییر نخواهد کرد； اما افزایش مقدار بخار آب باعث افزایش فشار سیستم میشود و تعادل به سمت کاهش حجم منتقل میگردد
گزینه C را انتخاب کنید؛ با افزایش مقدار واکنشدهندهها، تعادل به سمت راست منتقل میشود