Problema resuelto de Química: Desplazamiento del equilibrioSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2020 · Julio

Constante del equilibrio:$$K_c = \frac{[\text{HBr}]^2}{[\text{H}_2]\,[\text{Br}_2]}$$a) Aumento de la temperatura. La reacción directa desprende calor. Al calentar, el sistema contrarresta el aporte de calor desplazándose en el sentido endotérmico, que es el inverso: se descompone HBr y se forman $\text{H}_2$ y $\text{Br}_2$. Dicho de otro modo, en una reacción exotérmica $K_c$ disminuye al subir la temperatura. La cantidad de $\text{H}_2$ aumenta.

b) Adición de HBr. Al añadir un producto, el cociente de reacción se hace mayor que $K_c$ ($Q > K_c$) y el sistema evoluciona hacia la izquierda para consumir parte del HBr añadido. La cantidad de $\text{H}_2$ aumenta.

c) Aumento del volumen. Al aumentar el volumen disminuye la presión, y el sistema tendería a desplazarse hacia donde hay más moles de gas. Pero aquí hay 2 mol de gas a cada lado ($\Delta n_\text{gas} = 0$): todas las concentraciones se dividen por el mismo factor y el cociente$$Q = \frac{(n_\text{HBr}/V)^2}{(n_{\text{H}_2}/V)(n_{\text{Br}_2}/V)} = \frac{n_\text{HBr}^2}{n_{\text{H}_2}\,n_{\text{Br}_2}}$$no depende del volumen, así que sigue valiendo $K_c$. El equilibrio no se desplaza y la cantidad de $\text{H}_2$ no cambia (su concentración sí baja, por la dilución).

d) Adición de Br₂. Al añadir un reactivo, $Q < K_c$ y el sistema evoluciona hacia la derecha para consumir parte del $\text{Br}_2$ añadido; para ello reacciona también $\text{H}_2$. La cantidad de $\text{H}_2$ disminuye.