1. В какую сторону изменится равновесие реакции 2Fe(т) + 3H2O(г) ↔ 2Fe2O3(т) + 3Н2(г) - Q при увеличении давления?

1. При увеличении давления на систему, равновесие реакции 2Fe(т) + 3H2O(г) ↔ 2Fe2O3(т) + 3Н2(г) сместится в сторону образования меньшего количества газа.

Чтобы обосновать это, рассмотрим стехиометрические коэффициенты перед газообразными веществами. В данной реакции выделяется \(3H2\) и поглощается \(3H2O\). При увеличении давления, объем газообразной фазы уменьшается, что приводит к снижению числа молекул газа. Для достижения нового состояния равновесия с меньшим количеством газа, реакция будет стремиться сместиться в направлении с образованием меньшего количества газа. Таким образом, равновесие реакции сместится в сторону образования большего количества \(2Fe2O3\) и уменьшится количество образующегося \(3H2\).

2. Добавление катализатора не влияет на положение равновесия, но ускоряет обратимые реакции, позволяя системе достичь нового состояния равновесия быстрее.

Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не участвуя в самой реакции. Он повышает скорость обоих направлений реакции, ускоряя обратное превращение \(2Fe2O3\) и \(3H2\) в \(2Fe\) и \(3H2O\), а также превращение \(2Fe\) и \(3H2O\) в \(2Fe2O3\) и \(3H2\). Это позволяет системе достигнуть нового состояния равновесия быстрее, но не изменяет положение этого равновесия.

3. При добавлении железа в систему, равновесие реакции 2Fe(т) + 3H2O(г) ↔ 2Fe2O3(т) + 3Н2(г) сместится в сторону потребления добавленного железа.

Когда добавляется железо, это приводит к увеличению его концентрации в системе. Согласно принципу Ле Шателье, система будет стремиться сместить равновесие в направлении уменьшения концентрации добавленного железа. Таким образом, равновесие реакции сместится в сторону образования большего количества \(2Fe2O3\) и уменьшится количество образующегося \(3H2\).

4. При понижении температуры равновесие реакции 2Fe(т) + 3H2O(г) ↔ 2Fe2O3(т) + 3Н2(г) сместится в сторону образования большего количества теплореактивных веществ.

При понижении температуры, система будет стремиться компенсировать потерю тепла. Так как в данной реакции экзотермическая реакция (выделяется тепло), смещение равновесия будет в направлении образования большего количества теплореактивных веществ. Таким образом, равновесие реакции сместится в сторону образования большего количества \(2Fe2O3\) и уменьшится количество образующегося \(3H2\).

5. При удалении водорода из сферы реакции, равновесие реакции 2Fe(т) + 3H2O(г) ↔ 2Fe2O3(т) + 3Н2(г) сместится в сторону образования большего количества водорода.

Когда водород удаляется из системы, система будет стремиться сместить равновесие в направлении компенсации потери водорода. Таким образом, равновесие реакции сместится в сторону образования большего количества водорода, то есть количество образующегося \(3H2\) увеличится, а количество образующегося \(2Fe2O3\) уменьшится.