Problema resuelto de Química: Constante de equilibrio y grado de disociaciónSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2026 · Julio

a) Presiones parciales iniciales

Con $T = 73 + 273{,}15 = 346{,}15\ \text{K}$, la presión parcial de cada gas es $p_i = n_i R T / V$, con$$\frac{RT}{V} = \frac{0{,}082\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\cdot 346{,}15\ \text{K}}{2\ \text{L}} = 14{,}19\ \text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}$$$$p(\text{COBr}_2) = 3\cdot 14{,}19 = 42{,}58\ \text{atm} \qquad p(\text{CO}) = 1\cdot 14{,}19 = 14{,}19\ \text{atm} \qquad p(\text{Br}_2) = 3\cdot 14{,}19 = 42{,}58\ \text{atm}$$(Es lo mismo que calcular la presión total, $P_t = n_t RT/V = 99{,}3\ \text{atm}$ con $n_t = 7\ \text{mol}$, y aplicar la ley de Dalton, $p_i = x_i P_t$.)

Cociente de reacción:$$Q_p = \frac{p(\text{CO})\cdot p(\text{Br}_2)}{p(\text{COBr}_2)} = \frac{14{,}19\cdot 42{,}58}{42{,}58} = 14{,}19$$Comparación con $K_p$. $Q_p = 14{,}19 > K_p = 2{,}55$: la mezcla no está en equilibrio. Para llegar a él, $Q_p$ tiene que bajar: deben disminuir las presiones de CO y $\text{Br}_2$ (numerador) y aumentar la de $\text{COBr}_2$ (denominador). La reacción transcurrirá hacia la izquierda, formando $\text{COBr}_2$.

(Con concentraciones se llega a lo mismo: $Q_c = \dfrac{0{,}5\cdot 1{,}5}{1{,}5} = 0{,}5$ frente a $K_c = \dfrac{K_p}{RT} = \dfrac{2{,}55}{28{,}38} = 0{,}090$.)

b1) i) Aumento de la temperatura

La reacción directa es exotérmica ($\Delta H < 0$), así que la inversa es endotérmica. Por el principio de Le Chatelier, al calentar el sistema evoluciona en el sentido que absorbe calor, el endotérmico: el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y la cantidad de $\text{Br}_2$ disminuye.

b1) ii) Disminución de la concentración de CO

Al retirar CO, el sistema tiende a reponerlo: el equilibrio se desplaza hacia la derecha, se descompone más $\text{COBr}_2$ y la cantidad de $\text{Br}_2$ aumenta.

b2) i) Entalpía de formación del CO

Falsa. Solo es cero la entalpía de formación estándar de los elementos en su forma más estable en condiciones estándar (como el $\text{O}_2(g)$ o el C grafito). El CO es un compuesto, que se forma a partir de esos elementos con un cambio de entalpía distinto de cero.

b2) ii) Formación de COBr₂ a partir de CO y Br₂

La formación de $\text{COBr}_2$ a partir de CO y $\text{Br}_2$ es la reacción inversa de la del enunciado, y la entalpía de la reacción inversa es la de la directa cambiada de signo:$$\text{CO}(g) + \text{Br}_2(g) \longrightarrow \text{COBr}_2(g) \qquad \Delta H_\text{inversa} = -\Delta H > 0$$Es endotérmica: absorbe calor en lugar de desprenderlo. La afirmación es falsa.