Galicia. Examen PAU resuelto de Química. Julio 2025

PREGUNTA 3. REACCIONES QUÍMICAS (2,5 puntos)

 

3.1. En un reactor de 10 L de capacidad, en el que previamente se hizo vacío, se introducen 3 moles de PCl₅ y tras calentar a 270 ⁰C se alcanza el siguiente equilibrio, , siendo la presión en el interior del reactor de 16 atm.

3.1.1.    Determine el número de moles de todas las especies en el equilibrio. (1 punto)

3.1.2.    Calcule el valor de las constantes K_c y K_p a dicha temperatura. (1 punto)

3.1.3.    Manteniendo constante la temperatura y la presión, si retiramos el cloro gaseoso que se produce en la reacción, ¿cómo evolucionará el sistema? (0,5 puntos)

 

DATOS:

 

3.1.1.    Los moles iniciales y en equilibrio son:

 

 

Calculamos los moles totales en el equilibrio:

 

 

Ahora con la presión total en el equilibrio, la temperatura y los moles totales calculados anteriormente, podemos calcular los moles que reaccionan:

 

 

 

Por último, calculamos los moles en equilibrio de cada gas:

 

 

 

 

3.1.2.    Teniendo   los   moles   en    equilibrio   y  el  volumen  podemos  calcular  la  constante  de  concentraciones:

 

 

 

Para calcular la constante de las presiones utilizamos la siguiente ecuación que nos relaciona las dos constantes y que podéis ver aquí como se deduce:

Hay que recordar que  son los moles en fase gas en productos menos en reactivos. En este caso:

 

 

Aplicando la ecuación anterior:

 

 

 

 

3.1.3.    Según  el  principio  de  Le  Châtelier  sabemos  que  cuando  en  un  sistema  en  equilibrio se produce una modificación de las variables (concentración, presión o temperatura) el sistema se desplazará en el sentido de contrarrestar dicho cambio. En este caso, al retirar cloro gas el equilibrio se desplazará hacia la derecha para reponer el cloro eliminado, obteniéndose más cantidad de productos.