Равновесия, если в реакции участвуют газообразные вещества

В соответствии с принципом Ле-Шателье, увеличение давления в системе смещает равновесие в сторону той реакции, которая приводит к уменьшению давления в системе, т.е. к образованию меньшего числа молекул газа. Наоборот, при уменьшении давления равновесие смещается в сторону реакции, сопровождающейся увеличением общего числа молекул газа, что влечет за собой увеличение давления в системе. Константа равновесия от давления не зависит, т.к. увеличение давления газов равноценно увеличению во столько же раз концентрации этих веществ.

УПРАЖНЕНИЕ 2.6

Рассмотрим гомогенную реакцию Н_2(г.) + Cl_2(г.) 2HCl_(г.), в которой число молекул газообразных веществ, вступивших в реакцию, равно числу образовавшихся молекул в результате реакции. При изменении давления в равной мере изменяется скорость прямой и обратной реакции, и равновесие не смещается.

УПРАЖНЕНИЕ 2.7

В какую сторону сместится равновесие гомогенной системы:

N_2(г.) + 3H_2(г.) 2NH_3(г.)

Увеличение общего давления приведет к смещению равновесия слева направо, в сторону образования аммиака, а при уменьшении давления – справа налево, то есть в сторону разложения аммиака на азот и водород. Это же можно доказать вычислением скоростей прямой и обратной реакций при измененных внешних условиях. Пусть давление в системе увеличится в 2 раза.

Решение: Запишем выражения скоростей прямой и обратной реакции: до изменения давления: и ; после увеличения давления в 2 раза:

и .

Из полученных результатов видно, что при увеличении давления в два раза скорость прямой реакции увеличилась в 16 раз, а скорость обратной – в 4 раза, то есть равновесие сместилось в сторону прямой реакции, сопровождающейся образованием меньшего числа молекул газов.