Question

No inicio de uma reação, há 0,249 mol de N2, 3,21 x 10-2 mols de H2 e 6,42 x 10-4 mols de NH3 em um recipiente reacional com a capacidade de 3,50 L e à temperatura de 375°C. Se a constante de equilíbrio (Kc) da reação é 1,2 a esta temperatura, diga se o sistema está em equilíbrio. Se não estiver, preveja em sentido a reação irá evoluir.? me ajudeeem por favor!

Answer 1

A reação que ocorre é:
N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

Considerando a reação como elementar a velocidade de reação global será:
(-r)= k1.C(N2).C(H2)³ - k2.C(NH3)²
No equilíbrio, a velocidade de reação seria 0 
0= k1.C(N2).C(H2)³ - k2.C(NH3)²
Então:
k1.C(N2).C(H2)³ = k2.C(NH3)²
Sendo que k1/k2=Kc
Assim:
Kc= [C(NH3)²]/[C(N2).C(H2)³]

É dito que nesta temperatura o Kc é 1,2. Então calculamos o Kc com as concentrações, se der 1,2, está em equilíbrio.
C=n/V        V=3,5L
n(N2)=0,249mol     n(H2)=3,21.10^-2 mol    n(NH3)=6,42.10^-4 mol

Concentrações:
C(N2)=0,249/3,5=0,07114 mol/L
C(H2)=(3,21.10^-2)/3,5=9,1714.10^-3 mol/L
C(NH3)=(6,42.10^-4)/3,5=1,8343.10^-4 mol/L

Substituindo na equação:
Kc= [C(NH3)²]/[C(N2).C(H2)³]
Kc= [(1,8343.10^-4 )²] / [(0,07114).(9,1714.10^-3)³] ≈ 0,6

Como deu diferente de 1,2, a reação ainda não está em equilíbrio.
0,6 é menor que 1,2, para que ele aumente,o numerador da equação (que contém o produtos) deve aumentar, e o denominador (que contem os reagentes) deve diminuir. Assim a reação deve evoluir no sentido dos reagentes N2 e H2 se transformarem em NH3, diminuindo a concentração de N2 e H2 e aumentando a concentração de NH3.
Ou seja, a reação ocorrerá no sentido da esquerda para a direita até atingir o equilíbrio.
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Espero ter ajudado =)