平衡の移動。

質問

２ＳＯ2＋Ｏ2⇔２ＳＯ3＋１９７KJ
これは可逆反応である。この反応が平衡となっているとき、

問：体積を一定に保って窒素ガスを加える。このとき、平衡はどのように変化するか？

この問いのとき、『体積を一定に保って窒素ガスを加えるのだから、それぞれの物質の分圧は小さくなり、平衡は左へ行く』と考えたのですが、答えは『移動しない』でした。なぜ、この考え方はいけなかったのでしょうか？よろしかったら、指摘してください。よろしくお願いします。

回答No.1

rei00 · ベストアンサー

> 体積を一定に保って窒素ガスを加える。
　この時，系の全圧はどうなりますか？そうです，加えた窒素ガス分だけ増加します。しかし，SO2, O2, SO3 の分圧は元と変化しません。理想気体の状態方程式を使って説明すると，次の様になります。

　SO2, O2, SO3, N2 のモル数を n(SO2), n(O2), n(SO3), n(N2) とし，全圧を P'，体積を V，温度を T とします。すると，P' = [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]RT/V　となり，元の全圧 P は　P = [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]RT/V　ですから，P' = P・[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]　となります。つまり全圧が大きくなります。

　この時，SO2, O2, SO3 の分圧はモル数の比から，P' の [n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)] 倍です。つまり，P・（[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]）・（[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)]/[n(SO2)+n(O2)+n(SO3)+n(N2)]）= P となって，元と同じ圧力です。

　分圧が変わりませんから，平衡は移動しません。いかがでしょうか。