Equilíbrio Químico: Fração Molar N₂O₄/NO₂ (Física/Química A 11.º Ano 2022)

Considere o equilíbrio químico entre o tetróxido de dinitrogénio, N₂O₄, e o dióxido de nitrogénio, NO₂.
N₂O₄(g) ⇌ 2 NO₂(g) ΔH = 58,5 kJ À temperatura de 25 °C, a constante de equilíbrio, K_c, é 4,63 × 10⁻³.
Num reator de 7,50 dm³, introduziram-se 3,0 mol de N₂O₄(g), à temperatura de 25 °C.
Calcule a fração molar do NO₂(g) quando o sistema atingiu o equilíbrio, àquela temperatura.
Apresente todos os cálculos efetuados.

Este item pode ser resolvido por, pelo menos, dois processos. 1.º Processo Determina o valor solicitado, percorrendo as etapas seguintes: • Calcula a variação da concentração do N₂O₄ até se atingir o equilíbrio (2,09×10⁻² mol dm⁻³) 3 pontos • Calcula a concentração do NO₂ no equilíbrio (4,18×10⁻² mol dm⁻³) (ver nota) 2 pontos • Calcula a concentração do N₂O₄ no equilíbrio (3,79 × 10⁻¹ mol dm⁻³) (ver nota) 2 pontos • Calcula a fração molar do NO₂ no equilíbrio (0,10) 3 pontos 2.º Processo Determina o valor solicitado, percorrendo as etapas seguintes: • Calcula a variação da quantidade do N₂O₄ até se atingir o equilíbrio (0,157 mol) 3 pontos • Calcula a quantidade do NO₂ no equilíbrio (0,314 mol) (ver nota) 2 pontos • Calcula a quantidade do N₂O₄ no equilíbrio (2,84 mol) (ver nota) 2 pontos • Calcula a fração molar do NO₂ no equilíbrio (0,10) 3 pontos Nota – A ordem da segunda e da terceira etapas é arbitrária.