Para a reação \mathrm{N}_{2}+3 \mathrm{H}_{2} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH}_{3}, \mathrm{~K}=1. Se \left[\mathrm{N}_{2}\right]=1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L},\left[\mathrm{H}_{2}\right]=3 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, \left[\mathrm{NH}_{3}\right]=0,01 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, calcule Q e indique o sentido do deslocamento.

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{N_2} + 3\,\mathrm{H_2} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NH_3}
com constante de equilíbrio K=1 e concentrações iniciais \left[\mathrm{N_2}\right]=1{,}0, \left[\mathrm{H_2}\right]=3{,}0 e \left[\mathrm{NH_3}\right]=0{,}01 (todas em mol/L).
Precisamos calcular o quociente de reação Q e comparar com K para descobrir para onde o sistema se desloca.

Passo 2

O quociente de reação Q para \mathrm{N_2} + 3\,\mathrm{H_2} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NH_3}
é definido por
Q = \frac{\left[\mathrm{NH_3}\right]^2}{\left[\mathrm{N_2}\right]\,\left[\mathrm{H_2}\right]^3}.
Basta substituir as concentrações dadas.

Passo 3

Substituindo \left[\mathrm{NH_3}\right]=0{,}01, \left[\mathrm{N_2}\right]=1{,}0, \left[\mathrm{H_2}\right]=3{,}0, temos
Q = \frac{(0{,}01)^2}{(1{,}0)\,(3{,}0)^3} = \frac{0{,}0001}{27} \approx 3{,}7\times10^{-6}.

Passo 4

Comparando Q com K:
Q \approx 3{,}7\times10^{-6} \quad\text{e}\quad K = 1.
Como Q < K, o sistema não está no equilíbrio e tende a formar mais produtos para aumentar Q até K. Ou seja, o deslocamento ocorre no sentido direto, favorecendo a formação de \mathrm{NH_3}.

Resposta

Q \approx 3{,}7\times10^{-6} e o sistema se desloca para a direita (formação de \mathrm{NH_3}).

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