Problema resuelto de Química: Desplazamiento del equilibrioSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2022 · Junio

a) Se retira Cl₂. Al quitar un producto, el sistema lo repone desplazándose hacia la derecha: se descompone NOCl y se forma NO. El numerador $[\text{NOCl}]$ baja y el denominador $[\text{NO}]$ sube, así que la relación $[\text{NOCl}]/[\text{NO}]$ disminuye.

Se ve también con $K_c$, que no cambia (la temperatura es la misma): $\dfrac{[\text{NOCl}]^2}{[\text{NO}]^2} = \dfrac{[\text{Cl}_2]}{K_c}$. Si $[\text{Cl}_2]$ baja en el nuevo equilibrio, el cociente baja.

b) Efecto de la temperatura. Al calentar, el equilibrio se desplaza en el sentido que absorbe calor, el endotérmico. Si al subir la temperatura se forma más NOCl, el desplazamiento es hacia la izquierda: la reacción inversa es endotérmica y, por tanto, la reacción directa (tal como está escrita) es exotérmica, $\Delta H < 0$.

c) Efecto del volumen. Para formar más NOCl el equilibrio debe ir hacia la izquierda, donde hay menos moles de gas (2 frente a 3). Al disminuir el volumen aumenta la presión, y el sistema la contrarresta desplazándose hacia donde hay menos moles gaseosos: se forma NOCl. Hay que disminuir el volumen.

d) Hacia dónde evoluciona. Al principio no hay NO, así que$$Q = \frac{[\text{NO}]^2[\text{Cl}_2]}{[\text{NOCl}]^2} = 0 < K_c$$y la reacción avanza hacia la derecha hasta alcanzar el equilibrio (el $\text{Cl}_2$ añadido no lo impide: solo hace que avance menos).

Moles de gas. Si reaccionan $2x$ mol de NOCl se forman $2x$ mol de NO y $x$ mol de $\text{Cl}_2$: el número total de moles de gas pasa de $n_0$ a $n_0 + x$. A $V$ y $T$ constantes, $P = nRT/V$ es proporcional a los moles, así que la presión total en el equilibrio es mayor que la inicial.