르샤틀리에의 원리 반응 지수 질문 도와주세요

Question

질문 1

반응지수 Q가 반응 상수 K보다 크면 반응 진행 방향은 역반응이라고 배웠는데요. 이 뜻은 정반응과 역반응 둘 다 진행 되지만 역반응이 더 강하게 일어나서 진행 방향이 역반응인것처럼 보인다는 뜻인가요 ?

아니면 이 때(Q > K일 때)는 역반응만 일어난다는 뜻인가요?

반응 : N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) △H = -46.11 kJ/mol

질문 2

해당 화학 반응식은 가역반응인데 △H = -46.11 kJ/mol 이잖아요. 이건 정반응 때 발열반응 이라는 건가요? 가역반응일 때 발열반응이라는게 무슨 뜻인지 모르겠어요. 문제에서는 정반응이 발열반응인것처럼 생각해야 풀리긴 하는데요.. 화살표가 한쪽 방향이 아니라 양쪽 방향이라 잘 모르겠습니다

Answer 1

안녕하세요.

질문 1.

르샤틀리에의 원리에 따르면, 화학 반응에서 반응지수 Q가 반응 상수 K보다 클 경우 Q > K, 시스템은 평형 상태로 돌아가려는 경향이 있습니다. 이 경우, 역반응이 우세하게 진행됩니다. 그러나 이것이 역반응만 일어난다는 것을 의미하지는 않습니다. 오히려, 정반응과 역반응 모두 일어나지만, 역반응이 더 강하게 진행되어 전체적인 반응의 진행 방향이 역반응 쪽으로 이동합니다. 즉, 제품의 농도가 감소하고, 반응물의 농도가 증가하여 Q의 값이 K에 근접하도록 조절됩니다.

질문 2.

반응의 엔탈피 변화 ΔH = −46.11 kJ/mol은 정반응이 발열반응임을 의미합니다. 발열반응이라는 것은 정반응이 진행될 때 시스템에서 에너지가 방출된다는 것을 의미하며, 이는 주변 환경이더 따뜻해지는 결과를 가져옵니다. 가역반응에서 발열반응이라는 용어 사용은 정반응이 에너지를 방출하는 반면, 역반응을 진행시키기 위해서는 에너지를 흡수해야 함을 나타냅니다. 즉, ΔH 값이 음수인 경우 정반응은 발열반응이고, 역반응은 흡열반응이 됩니다. 화학 반응이 양방향으로 진행될 수 있음에도 불구하고, 각 방향에서의 에너지 변화는 반대가 됩니다. 따라서, 문제에서 정반응을 발열반응으로 간주하는 것은 이러한 에너지의 흐름을 기반으로 한 것 입니다.