Влияние изменения давления на состояние равновесия

Из экспериментальных данных (рис. 19) следует, что процентное содержание аммиака в системе с повышением давления (Р) возрастает при любой температуре.

Рис.19. Влияние температуры и давления на состояние

химического равновесия при синтезе аммиака.

Сопоставим эти данные с изменением числа молекул в газовой смеси:

повышение внешнего давления

¾¾¾¾¾¾¾¾®

уменьшение общего числа молекул

N_2(г) + 3H_2(г) «2NH_3(г)

понижение внешнего давления

¾¾¾¾¾¾¾-

увеличение общего числа молекул

В левой части уравнения всего 4 моль газов, а в правой - 2. Четыре моль газа при данной температуре и давлении, согласно закону Авогадро, займут объем в два раза больший, чем два моль. Следовательно, процесс синтеза аммиака сопровождается уменьшением общего числа молекул, что приводит к уменьшению объема системы. Этот процесс, как видно из экспериментальных данных, усиливается при повышении давления.

Уменьшение давления действует, соответственно, в обратном направлении: усиливая процесс разложения аммиака, оно способствует увеличению общего числа молекул в системе согласно уравнению

2NH₃ «3H₂ + N₂,

откуда видно, что из двух молекул образуется четыре молекулы: одна – азота и три – водорода.

Обобщая, можно сформулировать следующее:

а) если реакция идет с изменением числа молекул газов, то давление влияет на ее скорость и, следовательно, вызывает нарушение равновесия,

б) повышение давления увеличивает скорость реакции, протекающей с понижением давления, и, соответственно, наоборот.

Значения равновесных концентраций веществ в системе

H_2(г) + Cl_2(г) «2HCl_(г)

при изменении давления остаются постоянными (по два моль газов в обеих частях уравнения).