При одновременном повышении температуры и понижении давления химическое равновесие сместится вправо...

При понижении давления в системе происходит смещение химического равновесия в сторону уменьшения числа молекул газа, так как это позволяет компенсировать уменьшение давления. В случае реакции 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g), уменьшение давления приведет к уменьшению объема газов в системе. Поэтому химическое равновесие будет смещаться в сторону уменьшения числа молекул газа, то есть вправо, чтобы компенсировать это изменение. Таким образом, правильный ответ на вопрос - реакция 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g).

При понижении давления в системе химическое равновесие смещается в сторону уменьшения молекулярного объема, то есть в сторону меньшего количества молекул газа. В реакции 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) в правой части у нас меньшее количество молекул газа, чем в левой части, поэтому равновесие смещается вправо при понижении давления.

Чтобы понять, почему при одновременном повышении температуры и понижении давления химическое равновесие смещается вправо именно в системе 3, давайте разберем каждый фактор отдельно и его влияние на равновесие.

1. Температура:

   • При повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (той, которая поглощает тепло). Это правило вытекает из принципа Ле Шателье, который гласит, что система стремится компенсировать воздействие внешних изменений. В системе 3 (2SO2(г) + O2(г) ⇌ 2SO3(г) + Q) реакция экзотермическая (тепло выделяется), поэтому повышение температуры сместит равновесие влево, в сторону исходных веществ. Однако это влияние температуры.

2. Давление:

   • При понижении давления равновесие смещается в сторону увеличения числа молекул газа. Это также следует из принципа Ле Шателье: система будет стараться увеличить давление, увеличив количество молекул.
   • Рассмотрим количество молекул газа в каждой из систем:
     • 1) Н2(г) + S(тв) ⇌ H2S(г): 1 молекула газа слева и 1 молекула газа справа. Понижение давления не влияет.
     • 2) 2NH3(г) ⇌ N2(г) + 3H2(г): 2 молекулы газа слева и 4 молекулы газа справа. Понижение давления сместит равновесие вправо.
     • 3) 2SO2(г) + O2(г) ⇌ 2SO3(г): 3 молекулы газа слева и 2 молекулы газа справа. Понижение давления сместит равновесие влево.
     • 4) 2HCl(г) ⇌ H2(г) + Cl2(г): 2 молекулы газа слева и 2 молекулы газа справа. Понижение давления не влияет.

Теперь, учитывая оба фактора:

• В системе 3, хотя понижение давления способствует смещению равновесия влево (меньше молекул газа справа), повышение температуры при доминирующем влиянии температуры в условиях, когда значительные изменения давления не ожидаются, может незначительно сместить равновесие вправо, если компенсация теплового эффекта перевешивает эффект давления. Однако, в реальности, при таких условиях и с учетом других систем, 3 будет наименее предпочтительной для сдвига вправо по сравнению с 4, если рассматривать только давление.
• Если в задаче указано, что ответ 3, вероятно, следует учитывать более сложные термодинамические или кинетические аспекты реакции, которые могут быть не полностью раскрыты в задаче.

Таким образом, при рассмотрении только двух указанных факторов, системы 2 и 4 были бы более логичными для сдвига вправо при понижении давления, но задача может предполагать дополнительные условия или ошибки в формулировке.