如何分析绝热体系中的化学平衡移动？ 第1页

先说结论：转化率是一样的，温度也是一样的。

你可能想问的是这个问题吧：

首先，体系的温度、内能等都是状态函数，与途径无关。另外，对于这个反应，由于反应前后气体分子的数量不变，所以压强不会对转化率有任何的影响。我们只要证明，当第二个体系的转化率也是a时，温度恰好等于 ，就可以证明转化率和温度都不变了。（按照物化的传统，我们忽略容器的影响）

所以我们可以这样来计算反应最终的温度：

对于1 mol CO和1 mol H2O，转化率为a时，最终体系剩下(1-a) mol CO, (1-a) mol H2O, a mol CO2和a mol H2；我把这个体系称为1 mol B。

因为这是一个恒容反应，所以我们用 来计算。

其中 是摩尔反应焓；由于反应前后的分子数不变，那么

所以

而另一方面，

这样，对于2 mol CO和2 mol H2O，转化率也为a时，最终体系剩下2×(1-a) mol CO, 2×(1-a) mol H2O, 2a mol CO2和2a mol H2；所以这个体系为2 mol B。假设此时温度为

而另一方面，

对比上面的式子，你会发现与 的地位完全相同，应该相等。

所以对于体系2，达到转化率a时，温度与体系1且a转化率的温度一样。再考虑到对于这个反应物质的量不影响平衡，那么体系1达到平衡时转化率为a，所以体系2达到平衡时转化率也应该为a。

所以这个两个体系的转化率和温度都应该完全一样。——从物理直觉上来看，是因为压强对这个体系的平衡完全无影响；而加倍物质的量虽然可以加倍放出的热量，但是热容也加倍所以温度是不会变化的，从而使得平衡完全一样。