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14.9: 勒查特利尔的原则:改变体积(压力)
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勒查特利尔的原则:改变体积(压力)
 
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14.9: 勒查特利尔的原则:改变体积(压力)

对于气相平衡,反应剂和产品的浓度变化可能随着体积和压力的变化而发生。理想 气体的P 部分压力与其摩尔浓度 M成正比。

Eq1

因此,任何反应物或产品部分压力的变化本质上是浓度的变化:因此,这些变化对均衡产生同样的影响。除了添加或去除反应剂或产品外,气体相平衡中物种的压力(浓度)也可以通过 改变系统占用的体积来改变。由于气相平衡的所有物种都占据相同的体积,给定的体积变化将导致反应剂和产品的浓度发生相同的变化。为了辨别出这种压力会诱发什么变化(如果有的话),必须考虑反应的口感。

在均衡状态下,反应N2 g) + O2 g) ⇌ 2 否(g) 由反应商描述

Eq2

如果这些物种的均衡混合物所占用的体积减少3倍,则所有三个物种的部分压力将增加3倍:

Eq3

因此,改变这种气相平衡混合物的体积不会导致平衡的改变。

然而,对不同系统的类似处理,2 SO2 (g)+ O2 (g)⇌ 2 SO3 (g),结果不同:

Eq4

在这种情况下,体积的变化会导致反应商小于均衡常数,因此均衡将向右移动。

这些结果说明了气相平衡的气相平衡的气态测量与体积引起的压力(浓度)变化的影响之间的关系。如果反应剂和产品的总摩尔量相等,例如在第一个例子中,体积的变化不会改变平衡。如果反应剂和产品的摩尔量不同,体积的变化将改变平衡的方向,更好地"适应"体积的变化。在第二个例子中,三个反应剂摩尔(SO2 和O2)产生两个产品摩尔(SO3),因此减少系统体积会导致平衡向右移动,因为前反应产生的气体(2摩尔)比反向反应(3摩尔)少。相反,增加这种平衡系统的体积将导致向反应者的转变。

本文改编自 《开放》第13.3节《化学2e》,第13.3节:莱查特利耶原理

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