1. Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2,0 litros, 6,5 \mathrm{mols} de CO e 5 mols de \mathrm{NO}_{2}. À temperatura de 200^{\circ} \mathrm{C} o equilíbrio foi atingido e verificou-se que haviam sido formados 3,5 mols de \mathrm{CO}_{2}. Podemos dizer que o valor de \mathrm{K}_{\mathrm{c}} para o equilíbrio dessa reação é:
\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}+\mathrm{NO}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftarrows \mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}

Passo 1

O enunciado traz a reação
\mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{NO}_{2(g)} \rightleftarrows \mathrm{CO}_{2(g)} + \mathrm{NO}_{(g)}
num recipiente de volume 2,0 L, inicialmente com 6,5 mol de CO e 5 mol de \mathrm{NO}_2. No equilíbrio formaram-se 3,5 mol de \mathrm{CO}_2. Para resolver, vamos usar uma tabela ICE (Inicial–Variação–Equilíbrio) para achar os mols em equilíbrio, converter em concentrações e, por fim, aplicar a expressão de
K_c = \frac{[\mathrm{CO}_2]\,[\mathrm{NO}]}{[\mathrm{CO}]\,[\mathrm{NO}_2]}.

Passo 2

Inicialmente temos 6,5 mol de CO, 5 mol de \mathrm{NO}_2, zero mol de \mathrm{CO}_2 e zero mol de NO. Como se formam 3,5 mol de \mathrm{CO}_2, consumimos 3,5 mol de CO e 3,5 mol de \mathrm{NO}_2 e produzimos 3,5 mol de NO. Logo, os mols em equilíbrio são
\mathrm{CO}=6,5-3,5=3,0,\quad \mathrm{NO}_2=5-3,5=1,5,\quad \mathrm{CO}_2=3,5,\quad \mathrm{NO}=3,5.

Passo 3

Convertendo para concentrações (dividindo pelo volume 2,0 L), obtemos
\begin{aligned} [\mathrm{CO}] &= \frac{3,0}{2,0} = 1,5\text{ M},\\\ [\mathrm{NO}_2] &= \frac{1,5}{2,0} = 0,75\text{ M},\\\ [\mathrm{CO}_2] &= \frac{3,5}{2,0} = 1,75\text{ M},\\\ [\mathrm{NO}] &= \frac{3,5}{2,0} = 1,75\text{ M}. \end{aligned}

Passo 4

Substituímos na expressão de K_c:
K_c = \frac{[\mathrm{CO}_2]\,[\mathrm{NO}]}{[\mathrm{CO}]\,[\mathrm{NO}_2]} = \frac{1,75 \times 1,75}{1,5 \times 0,75} = \frac{3,0625}{1,125} \approx 2,72.

Resposta

O valor de K_c é aproximadamente 2,7.

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