Físico-Química

$CO_{(g)}+H_2O_{(g)} \longrightarrow CO_2_{(g)}+H_2_{(g)}$

Em um recipiente de 1L, a 450ºC, foram colocados 1 mol de $CO_{(g)}$ , 1 mol de $H_2O_{(g)}$ , 3 mol de $CO_2_{(g)}$ e 3 mol de $H_2_{(g)}$ . Nessas condições, o recipiente foi fechado e os componentes da mistura gasosa atingiram o equilíbrio químico, representado pela equação em destaque.
Admitindo-se que a constante de equilíbrio à temperatura considerada é igual a 4 e os gases comportam-se como ideais, pode-se afirmar:

a) Ao atingir o equilíbrio químico, a concentração de $H_2O_{(g)}$ é o dobro da concentração de $CO_{(g)}$
b) As concentrações dos gases na mistura tornam-se iguais após o equilíbrio ser estabelecido.
c) O valor da constante de equilíbrio não se altera com a variação da temperatura de reação.
d) A velocidade da reação, antes do equilíbrio se estabelecer, é maior no sentido de formação de mais $H_2_{(g)}$ , do que no de formação de $CO_{(g)}.$
e) As concentrações de $CO_{(g)}$ e de $CO_2_{(g)}$ no equilíbrio são iguais, respectivamente a $\frac{4}{3} \ mol \cdot \ell^{-1}$ e $\frac{8}{3}\ mol\cdot \ell^{-1}$ .

Resposta

gabarito: e

Temos a equação químicas e as respectivas quantidades iniciais da mistura:
$CO_{(g)}+H_2O_{(g)} \longrightarrow CO_2_{(g)}+H_2_{(g)}$
$1 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 1 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, inicio$

Calculando a relação entre as concentrações (Q):

Como $Q> k_c$ , o equilíbrio se desloca para a esquerda para consumir o excesso de produtos:

$CO_{(g)}+H_2O_{(g)} \longrightarrow CO_2_{(g)}+H_2_{(g)}$
$1 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 1 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3 \ mol \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, inicio$
$x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, x \,\,\,\,\,\,\,\, forma/consome$
$1+x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,1+x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3-x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, 3-x \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, equilibrio$

Lembrando que o volume do recipiente é 1 litro:

$k=\frac{\left[CO_2_{(g)}\right] \cdot \left[H_2_{(g)}\right]}{\left[CO_{(g)}\right] \cdot \left[H_2O_{(g)}\right]}$
$4=\frac{(3-x) \cdot (3-x)}{(1+x) \cdot (1+x)}$
$4=\frac{(3-x)^2}{(1+x)^2}$
$\frac{3-x}{1+x}=2$
$3-x=2+2x$
$3x=1$
$x=\frac{1}{3}\ mol$

$\left[CO_{(g)}\right]=1+x=1+\frac{1}{3}=\frac{4}{3} \ mol/\ell$
$\left[CO_2_{(g)}\right]=3-x=3+\frac{1}{3}=\frac{8}{3} \ mol/\ell$

Esses resultados esclarecem os outros itens, apenas lembrando que o valor da constante de equilíbrio depende da temperatura.

Espero ter ajudado!

Muito obrigadaaaaaa!!

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