Cuestión 3 · Química PAU Valencia Extraordinaria 2023

Tema: Equilibrio químico: Kc, Kp y principio de Le Châtelier · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

Cuestión 3. Desplazamiento del equilibrio químico.

El amoníaco, NH 3, se obtiene industrialmente partir de dihidrógeno, H 2, y dinitrógeno, N 2, de acuerdo con el equilibrio:

N2(g)+3 H2(g)⇌2 NH3(g)ΔH=−92,6 kJN_2(g) + 3\,H_2(g) \rightleftharpoons 2\,NH_3(g) \qquad \Delta H = -92{,}6\ \mathrm{kJ}

Discuta razonadamente cómo afectará cada uno de los cambios introducidos a la cantidad de NH 3 presente en el reactor una vez se restablezca el equilibrio: (0,5 puntos cada apartado)

a)

Adicionar H 2 al sistema en equilibrio, manteniendo constantes la temperatura y el volumen.

b)

Reducir el volumen del reactor a la mitad, manteniendo constante la temperatura.

c)

Añadir al reactor un número de moles de H 2, N 2 y NH 3 tal que se dupliquen las concentraciones que había en el equilibrio, manteniendo constantes la temperatura y el volumen.

d)

Aumentar la temperatura del reactor.

Enunciado: Cuestión 3 · Química PAU Valencia Extraordinaria 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) Adicionar H2 al sistema en equilibrio, manteniendo constantes la temperatura y el volumen. Efecto sobre la cantidad de NH3

Solución: Aumenta la cantidad de NH3NH_3

a) Razonamiento

Solución: Al añadir H2H_2 aumenta la concentración de un reactivo y el cociente de reacción se hace menor que KcK_c: Qc=[NH3]2[N2][H2]3<KcQ_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3} < K_c Según el principio de Le Châtelier, el sistema consume parte del H2H_2 añadido desplazándose hacia la derecha, y se forma más NH3NH_3.

b) Reducir el volumen del reactor a la mitad, manteniendo constante la temperatura. Efecto sobre la cantidad de NH3

Solución: Aumenta la cantidad de NH3NH_3

b) Razonamiento

Solución: Al reducir el volumen aumenta la presión. El sistema se desplaza hacia donde hay menos moles de gas: 4 moles de reactivos (1+31 + 3) frente a 2 de productos. El equilibrio se desplaza a la derecha y aumenta la cantidad de NH3NH_3. Con concentraciones: al reducir VV a la mitad todas se duplican y Qc=222⋅23Kc=Kc4<KcQ_c = \frac{2^2}{2 \cdot 2^3} K_c = \frac{K_c}{4} < K_c.

Las soluciones de los 4 apartados que faltan y la explicación paso a paso son Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

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