$\Delta G$ और $Q$ के बीच संबंध लिखिए और प्रत्येक पद का अर्थ स्पष्ट कीजिए तथा निम्नलिखित के उत्तर दीजिए:
$(a)$ जब $Q < K$ होता है तो अभिक्रिया अग्र दिशा में क्यों बढ़ती है और जब $Q = K$ होता है तो कोई नेट अभिक्रिया क्यों नहीं होती है?
$(b)$ अभिक्रिया भागफल $Q$ के संदर्भ में दाब बढ़ाने के प्रभाव को समझाइए।
अभिक्रिया के लिए: $CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons CH_{4(g)} + H_{2}O_{(g)}$

(A) $\Delta G$ और $Q$ के बीच संबंध: $\Delta G = \Delta G^{\ominus} + RT \ln Q$
जहाँ:
$\Delta G = \text{अभिक्रिया में मुक्त ऊर्जा परिवर्तन}$
$\Delta G^{\ominus} = \text{मानक मुक्त ऊर्जा}$
$R = \text{गैस नियतांक}$
$T = \text{केल्विन (} K \text{) में परम ताप}$
$Q = \text{अभिक्रिया भागफल}$
$(a)$ चूंकि $\Delta G^{\ominus} = -RT \ln K$,इसलिए $\Delta G = RT \ln(Q/K)$।
यदि $Q < K$ है,तो $\ln(Q/K) < 0$,अतः $\Delta G < 0$,जिसका अर्थ है कि अभिक्रिया अग्र दिशा में आगे बढ़ती है।
यदि $Q = K$ है,तो $\ln(Q/K) = 0$,अतः $\Delta G = 0$,जो दर्शाता है कि निकाय साम्यावस्था में है और कोई नेट अभिक्रिया नहीं होती है।
$(b)$ अभिक्रिया $CO_{(g)} + 3H_{2(g)} \rightleftharpoons CH_{4(g)} + H_{2}O_{(g)}$ के लिए,$Q_c = \frac{[CH_4][H_2O]}{[CO][H_2]^3}$।
दाब बढ़ाने से आयतन घटता है,जिससे सांद्रता बढ़ती है। चूंकि अभिकारकों में $4$ मोल गैस और उत्पादों में $2$ मोल गैस है,इसलिए हर (denominator) अंश (numerator) की तुलना में अधिक बढ़ता है। परिणामस्वरूप,$Q_c$ घट जाता है जिससे $Q_c < K_c$ हो जाता है। साम्यावस्था को पुनः स्थापित करने के लिए,अभिक्रिया अग्र दिशा में आगे बढ़ती है।