Почему сжатие объёма здесь способствует NH₃?

При фиксированных T и количествах уменьшение V увеличивает концентрации n/V. Для выбранной формы Q_c и этой стехиометрии сжатие меняет отношение Q к K и согласуется со смещением к стороне с меньшим числом молей газа — к аммиаку.

Соответствует ли K_c(T) реальному синтезу аммиака?

Нет. Это учебный набросок с одним экзотермическим ΔH и подобранным K_ref для наглядности. Промышленный процесс Габера–Боша использует высокие давления, рециркуляцию, катализаторы и неидеальные смеси.

Что означает плавное движение полос?

Визуальная релаксация к равновесной степени превращения, при которой Q_c = K_c(T), а не механизм со скоростями прямой и обратной реакции.

Зачем можно добавлять только N₂ без H₂?

Чтобы показать возмущение по концентрации, нарушающее стехиометрическое соотношение реагентов, как в учебнике при избытке одного из реагентов.

Принцип Ле Шателье

Равновесие N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃: температура, объём, добавление и удаление веществ; сравнение Q и K.

Возмущения (газ, как у Габера)

N₂(g) + 3 H₂(g) ⇌ 2 NH₃(g), ΔH < 0. K_c(T) растёт при понижении T. Меньше молей газа справа → при меньшем V выше относительное давление, смещение к NH₃.

Температура T (K)700 K

Объём V (усл. л)1

Состав плавно подстраивается под равновесную степень превращения при текущих T и V. Грубая учебная модель, не подогнанная под промышленные давления.

Горячие клавиши

R — сброс состава и объёма

Измеренные величины

K_c(T)5.500e-2

Q_c (та же форма)8.333e-4

ТенденцияQ < K → к NH₃

Степень до равн. (решение)0.2593

О модели

Принцип Ле Шателье: если система в равновесии подвергается внешнему воздействию, равновесие смещается так, чтобы частично ослабить это воздействие. Пример — синтез аммиака N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g): прямой ход экзотермичен, поэтому по уравнению Вант-Гоффа понижение T увеличивает K_c; число молей газа справа меньше, поэтому сжатие при постоянной T смещает равновесие к NH₃. Задают температуру и объём; можно добавить азот, отобрать аммиак или сжать/расширить сосуд. На панели сравнивают Q_c и K_c(T) (группировка ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³)); полосы количеств вещества релаксируют к равновесной степени превращения. Модель учебная: K(T) по интегрированному уравнению Вант-Гоффа с учебным ΔH, активности заменены количествами вещества, кинетика катализатора опущена.

Для кого: 8–11 класс и начало вуза: химическое равновесие, сравнение Q и K, принцип Ле Шателье.

Ключевые понятия

принцип Ле Шателье
химическое равновесие
отношение концентраций Q
константа равновесия
уравнение Вант-Гоффа
синтез аммиака
смещение равновесия

Как это работает

Газовое равновесие N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Константа K_c(T) по схеме Вант-Гоффа (прямой ход экзотермичен), Q_c — в той же форме. Меняют T и V, добавляют N₂, отбирают NH₃, сжимают или расширяют сосуд. Полосы количеств вещества подстраиваются под равновесную степень превращения, при которой Q_c = K_c.

Основные формулы

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ · ΔH < 0

Q_c ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³) (как группировка K_c)

ln K ≈ ln K_ref − (ΔH/R)(1/T − 1/T_ref) (набросок Ван-Гоффа)

Часто задаваемые вопросы

Почему сжатие объёма здесь способствует NH₃?: При фиксированных T и количествах уменьшение V увеличивает концентрации n/V. Для выбранной формы Q_c и этой стехиометрии сжатие меняет отношение Q к K и согласуется со смещением к стороне с меньшим числом молей газа — к аммиаку.
Соответствует ли K_c(T) реальному синтезу аммиака?: Нет. Это учебный набросок с одним экзотермическим ΔH и подобранным K_ref для наглядности. Промышленный процесс Габера–Боша использует высокие давления, рециркуляцию, катализаторы и неидеальные смеси.
Что означает плавное движение полос?: Визуальная релаксация к равновесной степени превращения, при которой Q_c = K_c(T), а не механизм со скоростями прямой и обратной реакции.
Зачем можно добавлять только N₂ без H₂?: Чтобы показать возмущение по концентрации, нарушающее стехиометрическое соотношение реагентов, как в учебнике при избытке одного из реагентов.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Химия».

Вся категория →

НовоеШкольные