Pourquoi comprimer le volume favorise-t-il NH₃ ici ?

À T et quantités fixées, diminuer V augmente les concentrations n/V. Pour la forme de Q_c retenue et cette stœchiométrie, la compression change le rapport Q/K et va dans le sens d’un déplacement vers le côté qui a moins de moles de gaz — vers l’ammoniac.

K_c(T) correspond-il à la vraie synthèse de l’ammoniac ?

Non. C’est un croquis pédagogique, avec un seul ΔH exothermique et un K_ref choisi pour la lisibilité. Le procédé industriel Haber–Bosch utilise de hautes pressions, une recirculation, des catalyseurs et des mélanges non idéaux.

Que signifie le mouvement fluide des barres ?

Une relaxation visuelle vers le taux d’avancement d’équilibre, celui pour lequel Q_c = K_c(T), et non un mécanisme avec les vitesses des réactions directe et inverse.

Pourquoi peut-on n’ajouter que N₂, sans H₂ ?

Pour montrer une perturbation de concentration qui casse le rapport stœchiométrique des réactifs, comme dans le cours lorsqu’on met un réactif en excès.

Principe de Le Chatelier

Équilibre N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ : température, volume, ajout et retrait d’espèces ; comparaison de Q et K.

À propos du modèle

Principe de Le Chatelier : si un système à l’équilibre subit une perturbation extérieure, l’équilibre se déplace de façon à atténuer en partie cette perturbation. L’exemple est la synthèse de l’ammoniac N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) : le sens direct est exothermique, donc d’après l’équation de van ’t Hoff, baisser T augmente K_c ; le nombre de moles de gaz est plus petit à droite, donc une compression à T constante déplace l’équilibre vers NH₃. On fixe la température et le volume ; on peut ajouter de l’azote, retirer de l’ammoniac ou comprimer / détendre le récipient. Le panneau compare Q_c et K_c(T) (groupement ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³)) ; les barres de quantités de matière se calent sur le taux d’avancement d’équilibre. Modèle pédagogique : K(T) d’après l’équation de van ’t Hoff intégrée avec un ΔH d’enseignement, les activités sont remplacées par des quantités de matière, la cinétique du catalyseur est omise.

Public : Lycée et début de licence : équilibre chimique, comparaison de Q et K, principe de Le Chatelier.

Notions clés

principe de Le Chatelier
équilibre chimique
quotient de réaction Q
constante d’équilibre
équation de van ’t Hoff
synthèse de l’ammoniac
déplacement de l’équilibre

Comment ça marche

Équilibre gazeux N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Constante K_c(T) selon le schéma de van ’t Hoff (sens direct exothermique), Q_c sous la même forme. On fait varier T et V, on ajoute N₂, on retire NH₃, on comprime ou on détend le récipient. Les barres de quantités de matière se calent sur le taux d’avancement d’équilibre, celui pour lequel Q_c = K_c.

Formules

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ · ΔH < 0

Q_c ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³) (même groupement que K_c)

ln K ≈ ln K_ref − (ΔH/R)(1/T − 1/T_ref) (schéma de van ’t Hoff)

Questions fréquentes

Pourquoi comprimer le volume favorise-t-il NH₃ ici ?: À T et quantités fixées, diminuer V augmente les concentrations n/V. Pour la forme de Q_c retenue et cette stœchiométrie, la compression change le rapport Q/K et va dans le sens d’un déplacement vers le côté qui a moins de moles de gaz — vers l’ammoniac.
K_c(T) correspond-il à la vraie synthèse de l’ammoniac ?: Non. C’est un croquis pédagogique, avec un seul ΔH exothermique et un K_ref choisi pour la lisibilité. Le procédé industriel Haber–Bosch utilise de hautes pressions, une recirculation, des catalyseurs et des mélanges non idéaux.
Que signifie le mouvement fluide des barres ?: Une relaxation visuelle vers le taux d’avancement d’équilibre, celui pour lequel Q_c = K_c(T), et non un mécanisme avec les vitesses des réactions directe et inverse.
Pourquoi peut-on n’ajouter que N₂, sans H₂ ?: Pour montrer une perturbation de concentration qui casse le rapport stœchiométrique des réactifs, comme dans le cours lorsqu’on met un réactif en excès.

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