Problema resuelto de Química: Desplazamiento del equilibrioSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2021 · Junio

a) Aumento de la temperatura. Al calentar, el sistema tiende a absorber el calor aportado, es decir, se desplaza en el sentido endotérmico. Como $\Delta H = +185\ \text{kJ}$, el sentido endotérmico es el directo: el equilibrio se desplaza hacia la derecha (aumenta $K_c$) y se descompone $\text{NH}_3$. La afirmación es FALSA.

b) Disminución del volumen. Al reducir el volumen aumenta la presión, y el sistema la contrarresta desplazándose hacia donde hay menos moles de gas. A la izquierda hay 2 mol de gas y a la derecha $1 + 3 = 4$: el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, se forma $\text{NH}_3$ y se consume $\text{N}_2$. La afirmación es FALSA.

c) Retirada de H₂. Al eliminar un producto, el sistema tiende a reponerlo: el equilibrio se desplaza hacia la derecha, se descompone más $\text{NH}_3$ y se forma más $\text{N}_2$ e $\text{H}_2$. Visto con el cociente de reacción, al bajar $[\text{H}_2]$ baja $Q$, que queda menor que $K_c$, y la reacción avanza hacia los productos. La afirmación es VERDADERA.

d) Duplicar todas las concentraciones. La constante es$$K_c = \frac{[\text{N}_2]\,[\text{H}_2]^3}{[\text{NH}_3]^2}$$Si todas las concentraciones se duplican (por ejemplo, al reducir el volumen a la mitad), el cociente de reacción pasa a ser$$Q = \frac{(2[\text{N}_2])\,(2[\text{H}_2])^3}{(2[\text{NH}_3])^2} = \frac{2\cdot 8}{4}\,K_c = 4\,K_c$$Como $Q > K_c$, el sistema ya no está en equilibrio: evoluciona hacia la izquierda (formando $\text{NH}_3$) hasta que $Q$ vuelva a valer $K_c$. Es lo mismo que en b): hay distinto número de moles de gas a cada lado. La afirmación es FALSA.