化学平衡
5 k J / m o l {\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }H=+57.5~\mathrm {kJ/mol} }
NO2 と N2O4 の反応は上記の反応式で表される。体積一定で加熱するのだから、温度も上昇するが圧力も上昇する。結論から言えば、このとき褐色が濃くなり、左方向へ平衡が移動する。
ルシャトリエの原理によると、温度が上がると平衡は吸熱方向 " ⟵ {\displaystyle {\ce {<-}}} " へ移動するはずだが、一方で圧力が上がると、平衡は気体の分子数が減る方向 " ⇀ {\displaystyle \rightharpoonup } " へ移動するはず、という一見矛盾した結果が示される。実験結果では、左方向へ平衡が移動したので、加熱した場合には、温度変化の影響がそれに伴う圧力増加の影響を上回っていたことが分かる。
加熱という外部条件の変化に対してルシャトリエの原理を適用するのは良いが、加熱によって生じる圧力増加という内部条件の変化に対してルシャトリエの原理を適用すると、右方向へ平衡が移動するという誤った結論が導かれる。外部条件の変化に伴う内部条件の変化の影響を外部条件の変化の影響が必ず上回るので、外部条件の変化に対してのみルシャトリエの原理を適用しなければならない。
温度と反応速度
温度は、反応速度にかかわる大きな要素である。例えば、10 °C 上昇するごとに反応速度が 3 倍になる反応があり、今 500 °C で 10 分で平衡に達するとすれば 300 °C で 3 20 ≃ 3.5 × 10 9 {\displaystyle 3^{20}\simeq 3.5\times {10}^{9}} 倍もの時間がかかるので、200 °C の違いで 10 分の反応が 7 万年もの時間が必要となり実用的ではなくなってしまう。
水素脆性
水素 H2 は高温・高圧下で、通常の鋼の中にある炭素と反応しメタン CH4 として、取り除かれてしまうために、鋼の強度が低下し(水素脆性)爆発してしまうことがある。カール・ボッシュは、内側には炭素をほとんど含まない軟鉄で H2 との反応を抑えて、外側には炭素を多く含んだ鋼鉄で強い圧力を支えるという、特殊な NH3 合成用の特殊な二重鋼管を開発しこの問題を解決した。