سوال ۱۴ — سؤال ۱۴ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۴

الف) $[\mathrm{SO_3}] = \dfrac{0.6}{10} = 0.06$ ، $[\mathrm{SO_2}] = \dfrac{0.3}{10} = 0.03$ ، $[\mathrm{O_2}] = \dfrac{0.1}{10} = 0.01$

$K = \dfrac{[\mathrm{SO_3}]^2}{[\mathrm{SO_2}]^2[\mathrm{O_2}]} = \dfrac{(0.06)^2}{(0.03)^2(0.01)} = 400$

ب) کاهش می‌یابد؛ زیرا با کاهش حجم (یا افزایش فشار)، طبق اصل لوشاتلیه تعادل به سمت شمار مول‌های (گازی) کمتر جابه‌جا می‌شود.

پ) کاهش دما

الف) ابتدا غلظت تعادلی هر گاز را در حجم ۱۰ لیتر حساب می‌کنیم (غلظت = مول ÷ حجم):

$$[\mathrm{SO_3}] = \frac{0.6\ \mathrm{mol}}{10\ \mathrm{L}} = 0.06\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$ $$[\mathrm{SO_2}] = \frac{0.3\ \mathrm{mol}}{10\ \mathrm{L}} = 0.03\ \mathrm{mol\,L^{-1}} \qquad [\mathrm{O_2}] = \frac{0.1\ \mathrm{mol}}{10\ \mathrm{L}} = 0.01\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

سپس غلظت‌ها را در عبارت ثابت تعادل می‌گذاریم (ضریب‌ها توان می‌شوند):

$$K = \frac{[\mathrm{SO_3}]^2}{[\mathrm{SO_2}]^2[\mathrm{O_2}]} = \frac{(0.06)^2}{(0.03)^2 \times 0.01} = \frac{0.0036}{0.000009} = 400$$

ب) در سمت واکنش‌دهنده‌ها $2 + 1 = 3$ مول گاز و در سمت فراورده‌ها ۲ مول گاز هست. با کاهش حجم، فشار بالا می‌رود و طبق اصل لوشاتلیه تعادل به سمتی می‌رود که مول گازی کمتری دارد، یعنی به سمت فراورده‌ها. در این جابه‌جایی مقداری اکسیژن مصرف می‌شود؛ پس شمار مولکول‌های اکسیژن کاهش می‌یابد.

پ) در این واکنش گرما ($Q$) در سمت فراورده‌هاست؛ یعنی واکنش گرماده است. با کاهش دما، تعادل به سمت تولید گرما، یعنی سمت فراورده‌ها، جابه‌جا می‌شود و میزان پیشرفت واکنش بیشتر می‌شود.