Давайте рассмотрим каждый случай по отдельности, опираясь на принцип Ле Шателье, который гласит, что система в равновесии будет стремиться компенсировать любое внешнее воздействие:
a) При понижении температуры:
В данной реакции выделяется тепло (Q), что означает, что это экзотермическая реакция. При понижении температуры система будет стремиться компенсировать это изменение, смещая равновесие в сторону, где выделяется тепло. В данном случае это правая сторона уравнения, то есть образование воды (2H₂O). Поэтому равновесие сместится вправо.
б) При увеличении давления:
Для реакции, проходящей в газовой фазе, изменение давления может повлиять на равновесие. В данном случае у нас есть 3 молекулы газообразных реагентов (2H₂ + O₂) и 2 молекулы газообразного продукта (2H₂O). При увеличении давления система будет стремиться уменьшить количество молекул газа, чтобы компенсировать увеличение давления. Следовательно, равновесие сместится вправо, в сторону образования воды, так как там меньшее количество газообразных молекул.
в) При увеличении концентрации водорода:
При увеличении концентрации водорода (H₂) система будет стремиться компенсировать это изменение, смещая равновесие в сторону, где используется больше водорода. В данном случае это снова правая сторона уравнения, где H₂ реагирует с O₂, образуя H₂O. Поэтому равновесие сместится вправо.
Таким образом, в каждом из рассмотренных случаев равновесие реакции 2H₂ + O₂ ⇌ 2H₂O + Q смещается вправо.