E10 平衡定律的应用:体积变化引起所有成分浓度变化

改变密闭体系的体积能使气相平衡移动，所有成分的浓度也因此改变。图例E10a展示了减小密闭体系的体积后NO₂和N₂O₄浓度随时间的变化过程。因为另加入了NO₂，起始点就是实验A的平衡混合物。在时间t1反应体积减半，比如通过在汽缸中推入一个活塞。这使NO₂和N₂O₄的浓度加倍(相应浓度分别变为0.022 mol/L和0.054 mol/L)，不再符合25°C时的平衡条件。

N₂O₄和NO₂浓度突然加倍被反应混合物的浓度变化抵消,N₂O₄浓度缓慢地增长到0.057mol/L，NO₂浓度缓慢地从0.022mol/ L减少到0.016 mol/L。当然了，这要与反应中2:1的计量系数一致。

N₂O₄浓度进一步增长的事实(增长到0.057mol/L)，提出了一个问题:如何解释这个现象?是反应的计量关系改变了，还是仅仅因为N₂O₄浓度更大一些? 可用平衡定律来解释。

图 E10b 中绿色带表示 Qc随时间函数的变化。浓度的加倍使 Qc值从222减少到了 111，是Kc值222的一半。遵照平衡定律，干预会被浓度变化抵消，迅速或缓慢地达到由Kc值确定的新值。这些变化必然导致 分子的增大和相应分母的减少，由反应计量系数规定。N₂O₄的新平衡浓度是0.057mol/L，比体积减少产生的浓度稍高一点。NO₂的新平衡浓度是0.016 mol/L ，比体积减少产生的浓度稍低一点。

图E09b中的计算和标度对理解Qc随时间变化(绿色带)和N₂O₄(白色带)及NO₂(棕色带) 随时间的变化的关系有帮助的。

如果体积减少后的平衡浓度与之前相比， 两种成分的浓度都增大了，这仅仅是因为体积的减少。对于拥有较小计量系数的N₂O₄，浓度的变化更大，尽管对于NO₂变化已经尽可能被抵消了。这再一次证实了广泛适用的最小变化原则，最终NO₂的浓度不可能低于先前的平衡浓度。

总结

在反应物和产物浓度变化同时和一致的情况下，依赖平衡定律能再次预测新平衡混合物的组成。这是 一个简单的经验法则，如果各成分的浓度同步一致地增长，依据勒沙特列原理平衡将会移向反应方程式中 分子数较小的一边，以使单位体积内的分子数尽可能保持不变。另一方面，在各成分浓度同步一致减少的 情况下，平衡将会移向反应方程式中分子数较多的一边，以使单位体积内分子数尽可能保持不变。总的来说，如果体积改变，可以用浓度的变化来预测其影响。