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Desplazamiento del equilibrio

También trata: Constante de equilibrio y grado de disociación

Comunidad de Madrid · 2022 · Julio (coincidentes)

Enunciado

Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas para la siguiente reacción

\text{A}(s) + \text{B}(g) \rightleftharpoons \text{C}(g)

a) (0,5 puntos) La expresión de la constante de equilibrio es

K_p = p_\text{C}/(p_\text{A}\cdot p_\text{B})

.

b) (0,5 puntos) Un aumento de la presión total del sistema no desplaza el equilibrio.

c) (0,5 puntos) Sabiendo que es una reacción exotérmica, un aumento de la temperatura desplaza el equilibrio hacia los productos.

d) (0,5 puntos) El valor de la

K_p

aumenta cuando se duplica la presión de C.

Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido

Resultado

a) Falsa: $K_p = p_\text{C}/p_\text{B}$ (el sólido no aparece).
b) Verdadera: $\Delta n_\text{gas} = 0$ .
c) Falsa: se desplaza hacia los reactivos.
d) Falsa: $K_p$ solo depende de la temperatura.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Es un equilibrio heterogéneo: A es un sólido, su «concentración» es constante y no aparece en la constante. Además, solo hay un mol de gas a cada lado (

\Delta n_\text{gas} = 0

), lo que decide el efecto de la presión.

Y una idea que resuelve d): la constante de equilibrio solo depende de la temperatura.

Desarrollo

a) Falsa.

Los sólidos (y los líquidos puros) no intervienen en la expresión de la constante, porque su actividad es constante y queda incluida en el valor de

K

. Además, un sólido no tiene presión parcial. La expresión correcta es:

K_p = \frac{p_\text{C}}{p_\text{B}}

b) Verdadera.

Un aumento de presión (por reducción de volumen) desplaza el equilibrio, según Le Chatelier, hacia el lado con menos moles de gas. Aquí hay 1 mol de gas en los reactivos (B) y 1 mol en los productos (C):

\Delta n_\text{gas} = 1 - 1 = 0

. Ningún sentido reduce el número de moles gaseosos, así que el equilibrio no se desplaza. (Al comprimir,

p_\text{B}

p_\text{C}

se multiplican por el mismo factor y su cociente no cambia.)

c) Falsa.

Si la reacción directa es exotérmica, la inversa es endotérmica. Al aumentar la temperatura, el sistema se opone desplazándose en el sentido que absorbe calor: el inverso. El equilibrio se desplaza hacia los reactivos, no hacia los productos (y

K_p

disminuye).

d) Falsa.

K_p

es una constante que solo depende de la temperatura. Si se duplica la presión de C (añadiendo C), el cociente de reacción pasa a ser

Q_p = 2\,p_\text{C}/p_\text{B} > K_p

y el sistema evoluciona hacia la izquierda (se consume C y se forman A y B) hasta que el cociente vuelve a valer el mismo

K_p

. Cambian las presiones parciales, no la constante.

Consejo

En las verdadero/falso, el «verdadera» o «falsa» sin razonamiento no puntúa: da siempre el motivo en una frase (aquí: sólido fuera de $K$ , $\Delta n_\text{gas} = 0$ , Le Chatelier con el signo de $\Delta H$ y $K$ solo depende de $T$ ).

Al contar moles de gas para el efecto de la presión, ignora sólidos y líquidos.