A constante de equilíbrio a 298 K para a reação N2 O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g), é igual a 1,0. Num recipiente fechado, a 298 K , foi preparada uma mistura dos gases N2 O4 e NO2 com pressões parciais iniciais de 2,0 e 1,0 bar, respectivamente. Com relação a esta mistura reacional a 298 K , pode-se afirmar que:
( ) está em equilíbrio.
( ) no equilíbrio, a pressão parcial do gás N2 O4 será maior que sua pressão parcial inicial.
( ) no equilíbrio, a pressão parcial do gás NO2 será maior que sua pressão parcial inicial.
( ) no equilíbrio, as pressões parciais do N2 O4 e NO2 serão as mesmas que as iniciais.
( ) no equilíbrio, a velocidade da reação direta será igual à velocidade da reação inversa.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente tem uma reação química envolvendo N2O4 e NO2, e a gente quer descobrir o que acontece quando essa mistura atinge o equilíbrio a 298 K. A matéria aqui é sobre equilíbrio químico e a gente vai precisar usar a constante de equilíbrio ( Kp) e as pressões parciais dos gases envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a constante de equilíbrio ( Kp). Ela nos diz a relação entre as pressões parciais dos produtos e reagentes quando a reação está no equilíbrio. Para a reação dada:
N2O4(g) <=ftharpoons 2 NO2(g)
A expressão da constante de equilíbrio é:
Kp = PNO2^2PN2O4

Passo 3

Vamos calcular o quociente de reação ( Qp) com as pressões iniciais para ver se a reação está no equilíbrio ou não. O Qp é calculado da mesma forma que o Kp, mas com as pressões iniciais:
Qp = PNO2^2PN2O4 = (1,0)^22,0 = 12 = 0,5

Passo 4

Agora, comparamos Qp com Kp:
  • Se Qp < Kp, a reação tende a produzir mais produtos para atingir o equilíbrio.
  • Se Qp > Kp, a reação tende a fazer mais reagentes.
  • Se Qp = Kp, a reação já está no equilíbrio.
Aqui, Qp = 0,5 e Kp = 1,0. Como Qp < Kp, a reação vai avançar para a direita, formando mais NO2.

Passo 5

Com isso, podemos analisar as afirmações:
  1. Está em equilíbrio.
    • Não, porque Qp neq Kp inicialmente.
  2. No equilíbrio, a pressão parcial do N2O4 será maior que sua pressão parcial inicial.
    • Não, a pressão de N2O4 vai diminuir para formar mais NO2.
  3. No equilíbrio, a pressão parcial do NO2 será maior que sua pressão parcial inicial.
    • Sim, porque a reação está formando mais NO2.
  4. No equilíbrio, as pressões parciais do N2O4 e NO2 serão as mesmas que as iniciais.
    • Não, como a reação vai avançar para formar mais NO2.
  5. No equilíbrio, a velocidade da reação direta será igual à velocidade da rea��ão inversa.
    • Sim, essa é uma característica do equilíbrio químico: as velocidades das reações direta e inversa são iguais.

Resposta

As afirmações corretas são:
  • No equilíbrio, a pressão parcial do gás NO2 será maior que sua pressão parcial inicial.
  • No equilíbrio, a velocidade da reação direta será igual à velocidade da reação inversa.

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