Desplazamiento del equilibrio

a) El equilibrio se desplaza hacia la DERECHA.

Con $\Delta H^\circ > 0$, la reacción directa es endotérmica y el calor actúa como un reactivo:$$\text{N}_2\text{F}_4 + \text{calor} \rightleftharpoons 2\,\text{NF}_2$$Al calentar aportamos ese "reactivo", y por el principio de Le Châtelier el sistema se opone consumiéndolo: se disocia más $\text{N}_2\text{F}_4$ y aumenta la cantidad de $\text{NF}_2$.

Además, la temperatura es la única variable que modifica el valor de la constante, y aquí la aumenta (ecuación de van't Hoff):$$\ln\frac{K_2}{K_1} = -\frac{\Delta H^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right) \;\;\xrightarrow{\;\Delta H > 0,\; T_2 > T_1\;}\;\; K_2 > K_1$$

b) El equilibrio se desplaza hacia la DERECHA.

Al retirar $\text{NF}_2$, su concentración baja y el cociente de reacción cae por debajo de la constante:$$Q_c = \frac{[\text{NF}_2]^2}{[\text{N}_2\text{F}_4]} \;\;\xrightarrow{\;[\text{NF}_2]\downarrow\;}\;\; Q_c < K_c$$Para restablecer la igualdad $Q_c = K_c$, el sistema debe generar más producto: se disocia más $\text{N}_2\text{F}_4$.

Es el fundamento de una técnica industrial muy común: retirar continuamente el producto para desplazar un equilibrio desfavorable y aumentar el rendimiento global, aunque la constante no cambie.

c) NO se produce ningún cambio.

El helio es un gas inerte: no participa en la reacción ni en la expresión de la constante. Y, lo decisivo, se añade a volumen constante.

En esas condiciones, las concentraciones de las especies del equilibrio no varían, porque ni sus moles ni el volumen cambian:$$[\text{N}_2\text{F}_4] = \frac{n_{\text{N}_2\text{F}_4}}{V} \qquad [\text{NF}_2] = \frac{n_{\text{NF}_2}}{V} \qquad \text{ambas iguales que antes}$$Y lo mismo ocurre con las presiones parciales: $p_i = n_i RT/V$, y ninguno de esos factores se ha modificado. Lo único que aumenta es la presión total, pero $K_p$ solo depende de las presiones parciales:$$Q_p = \frac{p(\text{NF}_2)^2}{p(\text{N}_2\text{F}_4)} = K_p \qquad \text{antes y después}$$$$\boxed{\text{El equilibrio no se desplaza.}}$$Matiz importante: si el helio se añadiera a presión constante, el volumen tendría que aumentar, las concentraciones bajarían y el equilibrio sí se desplazaría hacia donde hay más moles gaseosos, es decir, hacia la derecha. El enunciado especifica "volumen constante" precisamente para distinguir los dos casos.