平衡
首先先明确一点，\(K\) 是万能的，而勒夏特列原理是有局限的。
通常我们优先考虑勒夏特列原理，然后才考虑 \(K\)
\(K\)
\(k\)
勒夏特列原理
勒夏特列原理是对恒容体系的平衡常数的定性经验总结
- 改变一个因素
- 平衡朝着减弱这个因素的影响的方向去移动
- 胳膊拧不过大腿，结果这个因素还是改变了。比如你升温，反应会朝着吸热的方向移动，但最终温度还是比原来高。
- 越加越弱，比如你对于一个恒容状态下反应 \(\text {A(g)} + \text {B(g)} \Leftrightarrow \text {C(g)}\)，你不断加入 \(\text{A}\)，反应正向移动的只会越来越少（可以理解成加了 \(\infin\) 的 \(\rm A\) 也反应不完）
它的 \(K=\dfrac{c(\text C)}{c(\text A) \cdot c(\text B)}\)
- 如果升高温度，我们可以用 \(k_\text{正}\) 和 \(k_{\text 逆}\) 来证明。
- 如果投入 \(\text A\)，那么 \(Q\) 的分母变大，\(Q < K\)，平衡正向移动。
- 如果增加压强 \(x\) 倍，根据 \(pV = nRT\)，我们可以得出 \(n\) 与 \(c\) 增大了 \(k\) 倍，把它带进 \(Q\)，分子多乘了一个 \(x\)，分母多乘了一个 \(x^2\)，\(Q < K\)，平衡正向移动。
- 再比如说对于 \(\text {A(g)} + \text {B(g)} \Leftrightarrow \text {2C(g)}\) 这个反应，分子分母同时乘了一个 \(x^2\) 所以平衡不移动。
那么它不能适用的就有以下几种情况：
- 定量计算平衡
- 改变多个因素，比如我同时增加 \(\rm A,C\)
- 还有别的放在下面
等效平衡
等效平衡就是说对于 \(a\text {A(g)} + b\text {B(g)} \Leftrightarrow c\text {C(g)} + d\text{D(g)}\)，在恒温恒容的条件下，你冲入 \(a \text{ mol A}\)、\(b \text{ mol B}\) 和冲入 \(c \text{ mol C}\)、\(d \text{ mol D}\) 它们最终达到的结果是一致的。
原因就是 \(K\) 不变。
对于不同的加料方式有不同的分析方法，以恒温恒容 \(\rm N_2 + 3H_2 \Leftrightarrow 2NH_3\) 为例。
假设已经加入了 \(\text{1 mol N}_2\) 和 \(\text{3 mol H}_2\)，反应达到平衡。
- 投料比相同，如果再加入 \(\text{1 mol N}_2\) 和 \(\text{3 mol H}_2\) 或者是 \(\text{2 mol NH}_3\)，等价于加压，平衡相比原来的平衡正向移动，\(\alpha(\text{NH}_3)\) 减小。
- 投料比不同，如果仅加入 \(\text{1 mol N}_2\)，等价于它的浓度增大，平衡正向移动，\(\alpha(\text{N}_2)\) 减小。
- 投很多不同的，比如加入 \(\text{114514 mol N}_2\) 和 \(\text{1919810 mol H}_2\)，就把它拆开分析。
投料比不同，其实就是一个制约。如果仅加入 \(\text{1 mol N}_2\)，那么 \(\rm N_2\) 就会被 \(\rm H_2\) 制约，因为 \(\rm H_2\) 的量有限，即使你加入 \(\infin\) 的 \(\rm N_2\) 反应也不能彻底，而你的转化率显然降低。
如果投料比相同就是上文所说的等效平衡，它们最终达到的结果是一致的，但是压强（物质的量，浓度）显然增大了，因此第一个例子 \(\alpha(\text{NH}_3)\) 减小。