Problema resuelto de Química: Constante de equilibrio y grado de disociaciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2022 · Junio

a) Moles iniciales de NOCl. La masa molar es $M(\text{NOCl}) = 14 + 16 + 35{,}5 = 65{,}5\ \text{g/mol}$:$$n_0 = \frac{131\ \text{g}}{65{,}5\ \text{g/mol}} = 2{,}0\ \text{mol}$$Tabla de moles. Si se disocia una fracción $\alpha$ de los $n_0$ moles de NOCl, se forman $n_0\alpha$ moles de NO y la mitad, $n_0\alpha/2$, de $\text{Cl}_2$:Con $\alpha = 0{,}33$: $n(\text{NOCl}) = 1{,}34\ \text{mol}$, $n(\text{NO}) = 0{,}66\ \text{mol}$ y $n(\text{Cl}_2) = 0{,}33\ \text{mol}$. Como $V = 1\ \text{L}$, esas son también las concentraciones en mol/L.

Constante $K_c$.$$K_c = \frac{[\text{NO}]^2\,[\text{Cl}_2]}{[\text{NOCl}]^2} = \frac{(0{,}66)^2 \cdot 0{,}33}{(1{,}34)^2} = \frac{0{,}1437}{1{,}7956} = 0{,}080$$(Con $V = 1$ L también se puede escribir $K_c = \dfrac{\alpha^3}{(1-\alpha)^2}$, que da lo mismo.) Las unidades de $K_c$ serían mol/L, aunque se suele dar sin ellas.

b) Variación de moles gaseosos. $\Delta n = (2 + 1) - 2 = 1$. La temperatura es $T = 450 + 273 = 723\ \text{K}$:$$K_p = K_c\,(RT)^{\Delta n} = 0{,}080 \cdot (0{,}082 \cdot 723)^{1} = 4{,}7$$c) Qué cambia al añadir argón. El argón no reacciona con ninguna de las tres sustancias, así que los moles de NOCl, NO y $\text{Cl}_2$ no cambian en el momento de añadirlo. Como el volumen del matraz es el mismo, las concentraciones $[\text{NOCl}]$, $[\text{NO}]$ y $[\text{Cl}_2]$ tampoco cambian, y el cociente de reacción sigue valiendo $Q_c = K_c$.

Lo que sí cambia. Aumenta la presión total (hay más moles de gas en el mismo volumen), pero las presiones parciales de cada gas, $p_i = n_i RT/V$, siguen siendo las mismas. Por eso el equilibrio no se desplaza en ningún sentido: la concentración de $\text{Cl}_2$ no se altera.