Respuesta para elproblema 2de la Prueba de Selectividad, Comunidad de Andalucia, Junio 2016, QUIMICA
a) Para calcular cual es elnúmero de moles de H₂ (g) y N₂(g)en equilibrio, aplicamosestequiometriabasados en la reacción química que nos indican.
En ella un mol de N₂ reacciona con tres moles de H₂, con lo que se produce dos moles de NH₃, partiendo de allí : N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇆ 2NH₃ (g) n₀ 3, 2 3 - Δn - X - 3X + 2X neq 3, 2X 3 - 3X 2X = 1, 6 moles
Considerando que están enequilibrio :
2x = 1, 6
x = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1%2C6%7D%7B2%7D%20%3D%20" />0, 8 moles
Tomando también en cuenta que estamos ante una mezcla degases en equilibrio :
N₂ = 3, 2 - 0, 8 = 2, 4 moles
H₂ = 3 - 2, 4 = 0, 6 moles
Por lo tanto la cantidadtotal de moleses :
ntotal = 2, 5 + 0, 6 + 1, 3 = 4, 6 moles
Estos moles totales ejercen unapresión totalde :
ptotal = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B%20n_%7Btotal%7D.R.T%20%7D%7BV%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B4%2C6.0%2C082.473%7D%7B14%7D%20%3D%20%20" />12, 7 atmb) Calculamos la constanteKc, a raíz de conocer cual es la concentración en equilibrio de cada especie dada :
[N₂] = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B2%2C4%20moles%7D%7B14%20L%7D%20%3D" />0, 17 M
[H₂] = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B0%2C6%20moles%7D%7B14%20L%7D%20%3D" />0, 043 M
[NH₃] = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1%2C6%20moles%7D%7B14%20L%7D%20%3D" />0, 11 M
Con esto podemos determinar queKc es :
Kc = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B%5BNH_%7B3%7D%20%5D%5E%7B2%7D%20%7D%7B%5BN_%7B2%7D%20%5D%5E%7B2%7D.%5BH_%7B2%7D%20%5D%5E%7B2%7D%20%7D%20" /> = <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B0%2C11%5E%7B2%7D%20M%5E%7B2%7D%20%7D%7B%200%2C17M.0%2C043%5E%7B3%7D%20M%5E%7B3%7D%20%7D%20%3D%20" />895, 2
Para el caso de la constanteKpdespejamos de la constante de equilibrio : Kc = Kp.
(R. T) ^ ( - Δn) Kp = Kc.
(R. T) ^ (Δn)
DondeΔn = 2 - 4 = - 2y sustituyendo en la ecuación :
Kp = Kc.
(R. T) ^ (Δn) = 895, 2 moles².
L². (0, 082 atm.
L. mol⁻¹.
K⁻¹. 473K)⁻²
Kp = 0, 6.