안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
결론부터 말씀드리면, 반응은 정반응(오른쪽) 방향으로 평형이 이동합니다. 그 이유를 화학적 원리와 단계별 과정을 통해 설명해 드릴게요.
밀폐 용기가 아닌 실린더에 비활성 기체를 첨가하면, 내부 압력을 일정하게 유지하기 위해 실린더의 전체 부피가 늘어납니다. 부피가 늘어나면 기존 반응 물질(X, Y)의 부분 압력이 감소합니다.
르샤틀리에 원리에 따라 계는 낮아진 압력을 다시 높이기 위해 기체 분자 수가 늘어나는 방향으로 평형을 이동시킵니다. 반응식 2X -> 3Y를 보면 반응물은 2몰, 생성물은 3몰이므로 분자 수가 증가하는 방향은 오른쪽입니다. 따라서 줄어든 압력을 보충하기 위해 정반응(오른쪽) 방향으로 평형이 이동합니다.
참고로 부피가 고정된 강철 용기였다면 반응 물질들의 부분 압력이 변하지 않아 평형 이동이 없었겠지만, 부피가 변하는 실린더 조건이기에 이와 같은 결과가 나타납니다.