Problema resuelto de Química: Desplazamiento del equilibrioSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2023 · Junio

a) Verdadera. A una temperatura dada, el equilibrio exige que las presiones de los gases cumplan $P(\text{NH}_3)\,P(\text{H}_2\text{S}) = K_p$. Para alcanzar esas presiones en el volumen del reactor tiene que descomponerse una cantidad concreta de sólido, $n = P\,V/(RT)$ de cada gas. Si se introduce menos $\text{NH}_4\text{HS}$ que esa cantidad, se descompone todo antes de llegar a $K_p$: el producto de presiones queda por debajo de la constante ($Q < K_p$), no queda sólido y no hay equilibrio. Hace falta un mínimo de reactivo para que, en el equilibrio, queden las tres especies.

b) Falsa. El sólido no aparece en la expresión de la constante: su «concentración» es constante, sea cual sea la cantidad que haya. Añadir más $\text{NH}_4\text{HS}$ no cambia el cociente de reacción, que sigue igual a $K$, y el equilibrio no se desplaza. No se produce más $\text{NH}_3$ ni más $\text{H}_2\text{S}$.

c) Falsa. La descomposición es endotérmica ($\Delta H = +103$ kJ). Al aumentar la temperatura, según Le Chatelier el sistema absorbe parte del calor aportado y se desplaza en el sentido endotérmico, hacia la derecha ($K$ aumenta con $T$). Se descompone más sólido: la masa de $\text{NH}_4\text{HS}$ disminuye.

d) Falsa. Al reducir el volumen a la mitad aumenta la presión (y se duplican las concentraciones de los gases, con lo que $Q = 4K_c > K_c$). El sistema se desplaza hacia donde hay menos moles de gas: a la izquierda, donde no hay ninguno (el sólido). Parte del $\text{NH}_3$ y del $\text{H}_2\text{S}$ se recombinan para dar sólido, así que la cantidad de $\text{H}_2\text{S}$ disminuye. (En el nuevo equilibrio, a la misma temperatura, las concentraciones de los gases vuelven a ser las de antes, pero en la mitad de volumen: hay la mitad de moles.)