FICHA R2.3-P01

El equilibrio NO2/N2O4: Kc y entalpía

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TipoPrincipal Dificultad Puntos3 pts (a·1 + b·1 + c·1) Tiempo máx.12 min Media8 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónMarkscheme oficial De fuente real
Prerrequisitos
  • Constante de equilibrio Kc: relación de concentraciones de productos entre reactivos en el equilibrio, cada una elevada a su coeficiente estequiométrico
  • Al invertir una reacción, la nueva Kc es el recíproco (1/Kc) de la original
  • Ley de Hess: la variación de entalpía de una reacción se puede calcular a partir de entalpías de formación: suma(productos) - suma(reactivos)

El óxido de nitrógeno(IV), NO2, es un gas marrón que existe en equilibrio con tetróxido de dinitrógeno, N2O4(g), incoloro: 2NO2(g) ⇌ N2O4(g). A 100 °C, Kc para esta reacción (como está escrita) es 0,0665. Las entalpías de formación estándar son: NO2(g) = +33,18 kJ/mol; N2O4(g) = +9,16 kJ/mol.

a Resuma qué indica el valor de Kc=0,0665 sobre el alcance de esta reacción. [1]
b Calcule el valor de Kc a 100 °C para el equilibrio escrito al revés: N2O4(g) ⇌ 2NO2(g). [1]
c Calcule la variación de entalpía estándar, en kJ/mol, para la reacción N2O4(g) → 2NO2(g). [1]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Kc mucho mayor que 1: predominan los productos en el equilibrio. Kc mucho menor que 1: predominan los reactivos.
  • Al invertir una ecuación de equilibrio, la nueva Kc es el recíproco de la original (Kc' = 1/Kc).
  • Ley de Hess con entalpías de formación: ΔH(reacción) = suma(ΔHf productos) - suma(ΔHf reactivos).
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 2.3, equilibrio químico.
Cuadernillo — Cuadernillo de datos 2025 - expresión de Kc, entalpías de formación. Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2023/JUNIO 2023/Chemistry_paper_2__SL_Spanish.pdf, pregunta 2(a); mark scheme en la misma carpeta.
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Apartado a) — Un Kc de 0,0665 (mucho menor que 1) indica que, en el equilibrio, predominan los reactivos: la reacción directa apenas progresa / se favorece la reacción inversa.
Apartado b) — Kc(inversa) = 1/0,0665 = 15,0.
Apartado c) — ΔH = 2 × (+33,18) - (+9,16) = 66,36 - 9,16 = +57,20 kJ/mol.