4.2.-Equilibrio químico
42
EQUILIBRIO QUÍMICO
EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS
1.- Se ha realizado la reacción N
2
O
4
(g) <===> 2 NO
2
(g) varias veces, con distintas cantidades,
siempre a 134 ºC. Una vez alcanzado el equilibrio las concentraciones de las dos substancias en
cada muestra fueron: muestra nº 1 2 3
[N
2
O
4
]/(moles/l) 0,29 0,05 -
[NO
2
]/(moles/l) 0,74 - 0,3
Completar la tabla. R// 0,3074 mol/l 0,04762 mol/l
Hay que tener en cuenta que la Kc es una constante, para cada ecuación de equilibrio, que
sólo depende de la temperatura, luego:
[]
[]
[]
[]
[]
[]
Kc
NO
NO
Kc
mol
l
de donde
NO
NO M
NO
NO M
=⇒==
=⇒= =⇒=
2
2
24
2
2
2
2
2
24
24
074
029
189
189
005
0 304 189
03
0 04762
,
,
,:
,
,
,,
,
,
2.-A 327ºC la Kc = 77 M
-
2
para el proceso: N
2
(g) + 3H
2
(g) <===> 2NH
3
(g) ,hallar la Kp a esa
misma temperatura, para: 4NH
3
(g) <===> 2N
2
(g) + 6H
2
(g) R//996,11 atm
4
Sea Kc
1
la correspondiente al primer proceso y Kc
2
al segundo, sus expresiones son:
[]
[][]
[]
[
]
[]
Kc
NH
NH
Kc
NH
NH
Kc Kc Kc M
Kp Kc R T atm
n
1
3
2
22
3
2
2
2
2
6
3
4
21
22
22
46244
1
77
17 10
17 10 0 082 273 327 996 11
==⇒=⇒==
== +=
−−
−+−
•
•
() () .•
•( . ) . • ( , ( )) ,
()Δ
44
3.- La constante de equilibrio para: Cl
2
(g) + CO(g) <===> COCl
2
(g) es Kc = 5 (mol/l)
-
1
a cierta
temperatura. Se tienen las siguientes mezclas en respectivos recipientes, todos de un litro:
a) b) c)
5 mol de Cl
2
2 mol de Cl
2
1 mol de Cl
2
2 mol de CO 2 mol de CO 1 mol de CO
20 mol COCl
2
20 mol COCl
2
6 mol COCl
2
¿Está cada uno de estos sistemas en equilibrio? Si no, ¿en qué sentido evolucionarán?
R// a)Sentido directo b)Equilibrio c)Sentido inverso
Expresión de la Kc para el equilibrio: Cl
2
(g) + CO(g) <===> COCl
2
(g)
[]
[]
[]
Kc
COCl
Cl CO
lit
mol
a Desplazamiento en tidodirecto b Sistema en equilibrio
c Desplazamiento en el tido inverso
==
=<⇒ =⇒
=>⇒
2
2
5
20
52
25
20
22
5
6
11
65
)
•
sen )
•
)
•
sen
4.2.-Equilibrio químico
43
4.- A 270ºC se mezclan 1 mol de N
2
y 3 moles de H
2
, al llegar al equilibrio, se han formado 0,4
moles de NH
3
, y la presión es de 10 atm . Hallar: a) los moles de cada gas y la presión parcial de
cada gas, en el equilibrio. b) K
p
para la reacción N
2
(g) + 3H
2
(g) <===> 2NH
3
(g) a 270ºC
R// a)0,8 moles, 2,4 moles, 0,4 moles, 2,22 atm, 6,66 atm, 1,11 atm. b)1,88.10
-
3
atm
-
2
N
2
(g) + 3 H
2
(g) ⇔ 2 NH
3
(g)
I) 1 3 -
Δn) -x -3x 2x
Eq) 1-x 3-3x. 2x nºmoles totales = 1-x + 3-3x +2x = 4-2x
Como 2x = 0,4 x=0,2 moles
a) 1
-0,2= 0,8 moles N
2
3-0,6= 2,4 moles H
2
0,4 moles NH
3
El número de moles totales= 4-0,4 = 3,6
p(i)
nº molesdel gas(i)
nº molestotales
•P p(N )
0,8
3,6
•10 2,22atm. p(H )
2,4
3,6
•10 6,66atm.
p(NH )
0,4
3,6
•10 1,11atm.
b) Kp
1,11
2,22 • 6,66
1,88 •10 atm
Total 2 2
3
2
3
32
=⇒===
==
==
−−
=
5.- La Kc= 4,1·10
-
2
moles/l, para: PCl
5
<===> PCl
3
+ Cl
2
. En un reactor se pone PCl
5
.. Al llegar al
equilibrio hay 0,53 moles de Cl
2
y 0,32 moles de PCl
5
. ¿Cuál es el volumen del reactor ?. Si se
reduce a la mitad el volumen ¿cuál es la composición del gas en equilibrio?. R//21,4 lit 0,42 0,43
0,43 moles
Inicialmente sólo hay PCl
5
que al descomponerse formará los mismos moles de PCl
3
y de Cl
2
,
luego en el equilibrio tendremos: 0,32 moles de PCl
5
0,53 moles de Cl
2
y 0,53 moles de PCl
3
Kc
VV
V
V
mol
lit
V lit=== ⇒=
053 053
032
0878
0 041 21 4
,
•
,
,
,
,,
b) Según el principio de Le Chatelier, una disminución del volumen (a T=cte), hará que el proceso
evolucione en el sentido de aumento del número de moles estequiométricos (sentido inverso).
En efecto, cuando se alcance el nuevo equilibrio.
PCl
5
(g) <====>PCl
3
(g) + Cl
2
(g)
I) 0,32 0,53 0,53
Δn) -x x x
Eq) 0,32-x 0,53+x 0,53+x
b
x
V
x
V
x),
,
,
,0 041
053
032
01
2
=
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
−
⇒=−
moles
0,32 + 0,1 = 0,42 moles PCl
5
moles de Cl
2
= moles PCl
3
=0,53 - 0,1 = 0,43
4.2.-Equilibrio químico
44
6.- A 500 K el PCl
5
se descompone en un 14% según la ecuación PCl
5
(g) ⇔ PCl
3
(g) + Cl
2
(g).
Si en un recipiente de 2 litros ponemos 2 moles de pentacloruro de fósforo y calentamos hasta
500ºC Hallar K
c
para la reacción a esa temperatura. R// 0,0228 mol/lit
Sea “α“ el grado de descomposición, es decir, los moles que se descomponen de cada mol
inicial, por tanto si
α es el 14%, significa que: α =0,14
nº molesque reaccionan
nº molesiniciales
x
n
0
⇒=
α
x = α·n
0
PCl
5
<==> PCl
3
+ Cl
2
I) 2 - -
Δn) -2·0,14 2·0,14 2·0,14
Eq.) 2(1-0,14) 2·0,14 2·0,14
[] [][]
PCl M PCl Cl M Kc M
532
21 014
2
086
2014
2
014
014 014
086
00228=
−
====⇒==
(,)
,
•,
,
,•,
,
,
7.- Si 1 mol de etanol se mezcla con 1 mol de ácido acético a 25ºC, la mezcla en equilibrio contiene
2/3 moles del éster acetato de etilo. Se pide:
a) K
c
para: CH
3
-CH
2
OH + CH
3
-COOH <===> CH
3
-COO-CH
2
-CH
3
+ H
2
O
b) Al mezclar 3 moles de etanol y 1 mol de ácido acético ¿Cuántos moles de éster hay en el
equilibrio? R// Kc=4
0,9 moles
CH
3
-CH
2
OH + CH
3
-COOH ⇔ CH
3
-COO-CH
2
-CH
3
+ H
2
O
I) 1 1 - -
Δn) -x -x x x
Eq) 1-x 1-x x x x=2/3
aKc
VV
VV
b
xx
xx
x x x molesde ester
)
•
•
)
•
()()
,
==
=
−−
⇒−+=⇒=
2
3
2
3
1
3
1
3
2
4
4
31
316120 09
8.- Sea el equilibrio: Xe(g) + 2F
2
(g) ⇔ XeF
4
(g) ΔH = -218 kJ/mol. Explicar en que sentido
evoluciona el equilibrio si: 1) Aumenta el volumen total, a T=cte. 2) Si disminuye la temperatura, a
V=cte. 3) Se añade Xe(g) a volumen constante. 4)Disminuye la presión total (a T=cte.)
R// 1) y 4)Sentido inverso 2) y 3) Sentido directo.
Por aplicación del Principio de Le Chatelier:
1)Un aumento de volumen total favorecerá el sentido en el que aumenten el número de
moles de los gases, como en la reacción por cada mol de gas que se forma se gastan tres de los
reaccionantes, mientras que en la reacción inversa ocurre lo contrario, la evolución se producirá
SEGÚN LA REACCIÓN INVERSA.
2)Una disminución de la temperatura favorece el sentido EXOTÉRMICO, como la reacción
directa es exotérmica, ya que
ΔH<0, la evolución será según PROCESO DIRECTO.
4.2.-Equilibrio químico
45
3)Una adición de cualquier reactivo del equilibrio, provoca una evolución que tiende a
“minimizar” el aumento provocado por la adición, es decir, el sistema evolucionará en el sentido que
consuma ese reactivo, en nuestro caso la evolución será según el SENTIDO DIRECTO.
4) Es el mismo caso que el del primer apartado, ya que un aumento de volumen a T=cte.
implica una disminución de la presión (ley de Boyle).
9.-A 400 K, el equilibrio: SO
2
Cl
2
(g) ⇔SO
2
(g) + Cl
2
(g) se establece cuando se ha disociado el 60%
del SO
2
Cl
2
y la presión es de 32 atm.. Hallar Kp. Si inicialmente hay 0,2 moles de SO
2
Cl
2
y 0,2
moles de SO
2
Hallar el grado de disociación a 18 atm. R//18 atm
0,62
SO
2
Cl
2
(g) <===> SO
2
(g) + Cl
2
(g)
I) n - -
Eq) n(1-α) nα nα nº total moles=n(1-α)+2nα= n(1+α)
Kp
n
n
P
n
n
P
n
n
P
Pa=
++
−
+
=
+−
==
α
α
tm
α
α
α
α
α
αα
()
•
()
()
()
()()
,
,•,
•
11
1
1
11
06
16 04
32 18
22
SO
2
Cl
2
(g) <===>SO
2
(g) + Cl
2
(g)
I) 0,2 0,2 -
Δn) -0,2β 0,2β 0,2β
Eq) 0,2(1-β) 0,2(1+β) 0,2β nºmoles totales=0,2(2+β)
Kp ==
+
++
−
+
⇒=
+
+−
⇒+ −=+18
021 18
02 2
02 18
02 2
021 18
02 2
18
118
21
21 1
,( )•
,( )
•
,•
,( )
,( )•
,( )
()••
()()
()()()
β
β
β
β
β
β
ββ
ββ
ββ β
β
2β
2
+ 2β - 2 =0 β = 0,62
10.- Para la reacción H
2
(g) + I
2
(g) ⇔ 2HI(g), K = 50 a 450 ºC. En un reactor de 1 litro se
introducen 1 mol de H
2
, 1 mol de I
2
y 2 moles de HI. a) ¿En qué sentido se producirá la reacción?
b) Hallar los moles de cada gas en el equilibrio. R// En sentido directo 3,12 0,44 y 0,44 moles
2
11
450
2
•
=<
El sistema evoluciona según el proceso directo
H
2
(g) + I
2
(g) ⇔.2 HI(g)
I) 1 1 2
Eq) 1-x 1-x 2+2x
Kc
x
V
x
V
x
x
x
x
xmo==
+
−
⇒=
+
−
⇒=
+
−
⇒=50
22
1
50
41
1
50
21
1
056
2
2
2
2
()
()
()
()
()
,
les
nº moles de H
2
= nº moles I
2
= 0,44 nº moles HI = 3,12
4.2.-Equilibrio químico
46
11.- A 134ºC, K
p
= 66 atm para: N
2
O
4
(g) ⇔ 2NO
2
(g). Se ponen n moles de N
2
O
4
en un reactor y se
alcanza el equilibrio a 134ºC y 1 atm de presión. Hallar el grado de disociación del N
2
O
4
R//
0,97
N
2
O
4
(g) <===> 2NO
2
(g)
I) n -
Δn) -nα 2nα
Eq) n(1-α) 2nα nº moles totales= n-nα+2nα = n+nα = n(1+α)
Las presiones parciales serán:
p
n
n
p
n
n
12
1
1
1
1
1
2
1
1
2
1
=
−
+
=
−
+
=
+
=
+
()
()
•
()
•
α
α
α
α
α
α
α
α
Kp =
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
−
+
=
+−
⇒=
−
⇒=
2
1
1
1
4
11
66
4
1
097
2
22
2
α
α
α
α
α
αα
α
α
α
()()
,
12.-A 500K, Kp=67 para: NH
4
Cl(s)⇔HCl(g)+NH
3
(g) En un recipiente cerrado de 500 ml ponemos
0,4 moles de NH
4
Cl(s). Cuando se alcance el equilibrio: A) Hallar los moles de cada sustancia. B) Si
a 500K ponemos, en el recipiente cerrado 0,1 moles de NH
3
(g) y 0,1 moles de HCl(g), hallar las
presiones parciales de cada gas y la presión total, cuando se alcance el nuevo equilibrio
R//0,1 moles 0,1 moles 0,3 moles, 8,2 atm 8,2 atm 16,4 atm
A) Sea “x” el nº moles de cloruro de amonio que se descomponen:
NH
4
Cl(s) ⇔ HCl(g) + NH
3
(g)
Eq) 0,4-x x x
Como nos dan el volumen 500 ml = 0,5 litros, nos conviene hallar Kc :
Kp=Kc·(RT)
Δn
67=Kc·(0,082·500)
2
Kc = 0,04 M
2
[]
[]
Kc HCl NH
xx
xmoles
n moles HCl n moles NH n molesNH Cl
=⇒=⇒=
== =−
•,
,
•
,
,
ºº ,º ,,
3
34
004
05 05
01
01 04 01 03
=,
B) Observar que:
1)Por no variar la temperatura la constante seguirá siendo la misma:Kc=0,04 M
2
.
2)Por no variar el volumen, ya que es el mismo recipiente, V=0,5 litros
Al añadir el mismo número de moles de cada producto, con lo que inicialmente para el segundo
equilibrio habrían 0,3 moles de HCl(g) y de NH
3
(g), el Principio de Le Chatelier nos dice que el
sistema evolucionará según el proceso inverso hasta llegar a un nuevo equilibrio, en el que deberá
haber necesariamente 0,1 mol de HCl y 0,1 mol de amoniaco, para que Kc siga siendo 0,04 M
2
.
Presiones parciales:
p·V = n.R.T p·0,5 = 0,1·0,082·500 p = 8,2 atm.⇒ P
T
= 2·8,2 =16,4 atm
Este segundo apartado puede plantearse teniendo en cuenta que las presiones parciales (p) en
el equilibrio son iguales::
Kp = p·p 67=p
2
p = 8,2 atm.
4.2.-Equilibrio químico
47
13.-A unos 500ºC el carbonato amónico se descompone térmicamente según la reacción de
equilibrio:
(NH
4
)
2
CO
3
(s)⇔2NH
3
(g) + CO
2
(g) + H
2
O(g)
Hallar Kp, a esa temperatura, si la presión total en el equilibrio es de 2,8 atm R//0,96 atm
4
Se trata de un equilibrio heterogéneo, por tanto la expresión de Kp sólo dependerá de las
presiones parciales de las sustancias gaseosas:
Kp P P P
CO H O NH
=
22
2
••
3
Según la ecuación del equilibrio por cada 1 mol de CO
2
(g) que se produzca, se obtendrá 1 mol de
vapor de agua y 2 moles de amoniaco.
De la ecuación de los gases, P·V=nRT, se deduce que la presión de un gas y el nº de moles del
mismo son directamente proporcionales, en las mismas condiciones. Por tanto:
Sea “p” la presión parcial del CO
2
en el equilibrio, la presión parcial del vapor de agua
también será “p” y la presión parcial del amoniaco será “2·p”, sustituyendo:
Kp = p·p·(2p)
2
= 4·p
4
La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales:
P
T
= p + p + 2p = 4p ⇒ 2,8 = 4p ⇒ p = 0,7 atm ⇒ Kp = 4·0,7
4
= 0,96 atm
4
14.- La reducción del dióxido de carbono a monóxido de carbono, con carbono al rojo, es un proceso
de equilibrio:
CO
2
(g) + C(s) ⇔ 2CO(g) ΔH = 23,2 kJ a 40ºC
Explicar como se modifica la cantidad de CO(g) si:
(a)Disminuimos la presión total
(b)Disminuimos la presión parcial de CO
2
(g)
(c)Añadimos más C(s)
(d)Calentamos hasta 70ºC. ¿Qué le ocurriría a Kc y a Kp en cada caso?.
Apliquemos el P. De Le Chatelier:
(a) Una disminución de la presión total favorece el sentido en el que aumente el nº moles de
los gases, luego el sistema evolucionará según el proceso directo, y aumentará el CO(g)
(b) Al disminuir presión parcial de uno de los gases, el sistema evolucionará en el sentido en
el que se produzca ese componente, que por ser en este caso el CO
2
(g), el sentido será el del proceso
inverso y
la cantidad de CO(g) disminuirá
.
(c) La adición de C(s) no modifica el equilibrio, es decir, la cantidad de CO(g) no cambia.
(d) Un aumento de la temperatura favorece el proceso endotérmico, como en este caso el
proceso directo es endotérmico (ΔH>0), al calentar
aumentará el CO(g)
Tanto Kc como Kp sólo dependen de la temperatura
luego sólo se modificarán cuando varíe
la temperatura, es decir, en el caso (d).
En un equilibrio en el que el proceso directo es endotérmico un aumento de temperatura
provoca un aumento de la constante de equilibrio, por lo que al
calentar aumentarán Kp y Kc
4.2.-Equilibrio químico
48
15.- La composición de equilibrio para la reacción CO(g) + H
2
O(g) <===> CO
2
(g) + H
2
(g) es:
0,l 0,l 0,4 y 0,1 moles, respectivamente, en un matraz de 1 litro. Se añaden a al mezcla en
equilibrio (sin modificar el volumen) 0,3 moles de H
2
. Hallar la nueva concentración de CO una vez
restablecido el equilibrio. R// 0,167 mol/lit
[]
[]
[]
[]
Kc
CO H
CO H O
==
2
2
04 01
01 01
4
,•,
,•,
=
Con la adición de 0,3 moles de hidrógeno, las concentraciones ya no están en equilibrio. El
sistema evolucionará, segun el principio de Le Chatelier, consumiendo hidrógeno, hasta alcanzar un
nuevo estado de equilibrio
CO(g) + H
2
O(g) ⇔ CO
2
(g) + H
2
(g)
I) 0,1 0,1 0,4 0,4
Eq) 0,1-x 0,1-x 0,4+x 0,4+x
[]
4
04 04
01 01
2
04
01
0 066 0 1 0 066 0 166=
++
−−
⇒=
+
−
⇒=− ⇒ = + =
(, )(, )
(, )(, )
,
,
,,,
xx
xx
x
x
xCO
,M
16.- El SnO
2
(s) reacciona con hidrógeno según: SnO
2
(s) + 2H
2
(g) <===> Sn(s) + 2H
2
O(g). Si los
reactivos se calientan en un recipiente cerrado a 500 ºC, se llega al equilibrio con unas
concentraciones de H
2
y H
2
O de 0,25 moles·l
-
1
, de cada uno. a) Se añade 0,25 moles de H
2
al
recipiente, ¿Cuáles serán las concentraciones de H
2
O e H
2
cuando se restablezca el equilibrio? b)
¿Pueden encontrarse en equilibrio un mol de H
2
y dos moles de H
2
O a la misma temperatura?
Justifica la respuesta. R// a)0,375 mol/lit 0,375 mol/lit b) No
[]
[]
Kc =
HO
H
0,25
0,25
1
2
2
2
2
2
2
==
SnO
2
(s) + 2 H
2
(g) ⇔ Sn(s) + 2 H
2
O(g)
I) (0,25+0,25) 0,25
Eq) 0,5-x 0,25+x
K
x
x
xM==
+
−
⇒=1
025
05
0 125
2
2
(, )
(, )
,
Concentraciones:
[H
2
] = 0,5-0,125=0,375M [H
2
O] = 0,25+0,125=0,375M
Si la K=1 , sólo puede haber equilibrio cuando hayan los mismos moles de hidrógeno y de vapor
de agua, por tanto no pueden estar en equilibrio 1 mol de hidrógeno y 2 moles de vapor de agua.
4.2.-Equilibrio químico
49
EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS
17.- A 634K la reacción 2 H
2
S(g) ⇔ 2 H
2
(g) + S
2
(g) alcanza el equilibrio cuando hay 1 mol de H
2
S;
0,2 moles de H
2
y 0,8 moles de S
2
en un reactor de 2 litros. Hallar a) Kc a 634K. b) A la misma
temperatura y en un reactor igual, hay 0,1 moles de H
2
y 0,4 moles de S
2
, en equilibrio con H
2
S
¿Cuántas moles de H
2
S habrá en la mezcla? R// 0,016 mol/l 0,3535 moles
18.- En las ecuaciones: l) CO(g) + H
2
O(g) ⇔ CO
2
(g)+H
2
(g) 2) 2SO
2
(g) + O
2
(g)⇔ 2SO
3
(g)
3) N
2
(g) + 3H
2
(g) ⇔ 2NH
3
(g). Escribir la relación entre K
c
y K
p
para cada una.
19.- Un matraz contiene una mezcla de N
2
, H
2
y NH
3
en equilibrio a la presión total de 2,8 atm, la
presión parcial del H
2
es 0,4 atm y la del N
2
, 0,8 atm. Calcula K
p
para la reacción en fase gaseosa
N
2
(g) + 3H
2
(g) <===> 2NH
3
(g) a la temperatura de la mezcla. R// 50 atm
-
2
20.- La siguiente mezcla es un sistema en equilibrio: 3,6 moles de hidrógeno, 13,5 moles de
nitrógeno y 1 mol de amoníaco a una presión total de 2 atm y a una temperatura de 25 ºC. Se pide:
a) la presión parcial de cada gas; b) K
c
y K
p
para la reacción N
2
(g) + 3H
2
(g) <===> 2NH
3
(g) a 25
ºC.
R// 0,11 atm 1,492 atm 0,3978 atm 0,13 atm
-
2
77,62 (mol/l)
-
2
21.- Se mezclan 0,84 moles de PCI
5
(g) y 0,18 moles de PCl
3
(g) en un reactor de 1 litro. Cuando se
alcanza el equilibrio existen 0,72 moles de PCl
5
(g) Calcula K
c
a la temperatura del sistema para la
reacción PCl
5
(g) <===> PCl
3
(g) + Cl
2
(g). R//0,05 mol/lit
22.- Reaccionan 46 g de yodo y 1 g de hidrógeno a 450 ºC, la mezcla en equilibrio contiene 1,9 g de
yodo. Hallar: a) moles de cada gas en el equilibrio; b) K
c
para H
2
(g) + I
2
(g) <===> 2HI(g)
(Ar: I=127 H=1) R// a)0,00748moles, 0,326moles, 0,347moles b)49,152
23.- Se produce la reacción: Xe(g) + 2F
2
(g) <===> XeF
4
(g)
Se mezclan 0,4 moles de Xe(g) con 0,8 moles de F
2
(g), en un matraz de 2 lit. Cuando se alcanza el
equilibrio, el 60 % del Xe(g) se ha convertido en XeF
4
(g). Hallar Kc.
Si se mezclan 0,4 moles de Xe(g) con “n” moles de F
2
(g) en el mismo matraz. Al alcanzar el
equilibrio, el 75 % del Xe se ha convertido en XeF
4
(g). Hallar el valor de “n”.
R//58,6 (mol/l)
-2
n=1,0525 moles
24.- La constante de equilibrio para la reacción CO(g) + H
2
O(g) <===> CO
2
(g) + H
2
(g) es 4 a cierta
temperatura. Se introducen 0,6 moles de CO y 0,6 moles de vapor de agua en un recipiente de 2
1itros a esa temperatura. Hallar la concentración de CO
2
en el equilibrio. R// 0,2 moles/litro
25.- La reacción CH
3
-(CH
2
)
2
-CH
3
(g) <===> CH(CH
3
)
3
(g) tiene una constante de equilibrio de 2,5
a cierta temperatura. Si inicialmente se introduce 1 mol de butano y 0,2 moles de metil-propano,
calcula el porcentaje de butano que se convierte en metilpropano.
R// 65,7%
26.- Un recipiente contiene una mezcla en equilibrio según la reacción:
PCl
5
(g) <===> PCl
3
(g) + Cl
2
(g). Las concentraciones de equilibrio son 0,2 0,1 y 0,4 moles/l,
respectivamente. Se añade, sin modificar el volumen, 0,1 moles de Cl
2
. Calcula la concentración de
PCl
5
cuando de nuevo se alcance el equilibrio. R// 0,2127 mol/lit
27.- A 20ºC, la constante de equilibrio es igual a 4 para el proceso:
4.2.-Equilibrio químico
50
CH
3
-CH
2
OH(dis) + CH
3
-COOH(dis) <===> CH
3
-COO-CH
2
-CH
3
(dis) + H
2
O(dis)
Hallar las cantidades de reactivos que se han de mezclar, en proporción estequiométrica, para
obtener 1 mol de acetato de etilo.
R// 1,5 moles
28.- Al calentar óxido de mercurio(II) se descompone reversiblemente en Hg(g) y O
2
(g). Cuando
esta operación se realiza en recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho el vacío, se
alcanza una presión total en el equilibrio de 150 mm Hg a 400 ºC. Hallar el valor de K
p
a dicha
temperatura para la reacción 2HgO(s) = 2Hg(g)+O
2
(g) R//1,14.10
-
3
atm
3
29.- En un reactor cerrado se pone carbamato de amonio que se descompone según la reacción:
NH
4
(NH
2
-COO)(s) <===> 2NH
3
(g) + CO
2
(g). Una vez alcanzado el equilibrio a 20 ºC, la presión
en el reactor ha aumentado en 0,08 atm. Hallar K
c
para dicha reacción. R// 5,47.10
-
9
M
3
30.- A 1000 ºC la presión de CO
2
en equilibrio con CaO y CaCO
3
es 0,039 atm a) Determina K
p
para la reacción CaCO
3
(s) <===> CaO(s) + CO
2
(g); b) sí se introduce CaCO
3
en un recipiente que
contiene CO
2
a una presión de 0,05 atm ¿se produce reacción?; c) ¿cuál será la presión final?; d) ¿Y
si la presión del CO
2
en el recipiente fuera de 0,01 atm?.
R// 0,039 atm. en todos los casos.
31.- El sulfato de hierro(II) se descompone según: 2 FeSO
4
(s) <===> Fe
2
O
3
(s) + SO
2
(g) + SO
3
(g).
Cuando se realiza la descomposición a 929ºC en un recipiente cerrado, inicialmente vacío, la presión
en el equilibrio es 0,9 atm. Determinar: a) K
p
a dicha temperatura; b) la presión en el equilibrio si el
FeSO
4
se introduce en un matraz a 929 ºC que contiene inicialmente SO
2
(g) a una presión de 0,6
atm.
R//0,2025 atm
2
1,0816 atm
32.- En los equilibrios: a) CaCO
3
(s)⇔CaO(s) + CO
2
(g) b) C(graf) + CO
2
(g)⇔2CO(g). ¿En qué
sentido se producirá reacción si a volumen cte.: l) añadimos CO
2
; 2) eliminamos CO
2
.?.
R//(1.a)inverso (1.b)directo (2.a)directo (2.b)inverso
33.- En un cilindro provisto de un pistón se tiene la reacción: COCl
2
(g) <===> CO(g) + Cl
2
(g), que
contiene en el equilibrio las cantidades siguientes: 20 mol de COCl
2
, 2 mol de CO y 2 mol de Cl
2
,
en un volumen de 1 litro a) predice en qué sentido se producirá reacción si se disminuye el volumen
a la mitad b) calcula la composición de la mezcla cuando de nuevo se alcance el equilibrio.
R// a)Inverso b)20,566 1,434 1,434 moles
34.- Cuál será el efecto de aumentar la presión (disminuir el volumen) a temperatura constante en
cada uno de los siguientes equilibrios:
a) N
2
O
4
(g) <===> 2NO
2
(g) b) CO(g) + 2H
2
(g) <===> CH
3
OH(g)
c) H
2
(g) + I
2
(g) <===> 2HI(g) d) CaCO
3
(s) <===> CaO(s) + CO
2
(g)
R// Favorecer la reacción: a)inversa b)directa c)no influye d)inversa
35.- En el equilibrio: C(s) + 2H
2
(g) <===> CH
4
(g) ΔHº = -75 kJ. Predecir cómo se modificará el
equilibrio cuando se realicen los siguientes cambios: a) disminución de la temperatura; b) adición de
C(s); c) disminución de la presión de H
2
; d) disminución del volumen de la vasija de reacción.
R// a)Sentido directo b)No influye c)Sentido inverso d)Sentido directo
36.- Considera las siguientes reacciones:
a) 2SO
2
(g) + O
2
(g) <==> 2SO
3
(g) ΔH = -197 kJ
4.2.-Equilibrio químico
51
b) N
2
O
4
(g) <===> 2NO
2
(g) ΔH = +94 kJ
e) N
2
(g) + 3H
2
(g) <==> 2NH
3
(g) ΔH = -22 kJ
¿ En qué sentido irá la reacción si, una vez alcanzado el equilibrio, se eleva la temperatura a V=cte.?
R// a)inverso b)directo c)inverso
37.- Cuando el cloruro amónico se calienta a 275 ºC en un recipiente cerrado de 1 litro, se
descompone alcanzándose el equilibrio: NH
4
Cl(s)<==>HCl(g)+NH
3
(g) en el que K
p
= 1,04·10
-
2
atm
2
. En un matraz cerrado se ponen 0,98 gramos de cloruro amónico y se alcanza el equilibrio a
275ºC. Hallar la cantidad del cloruro amónico que quedará sin descomponer en el equilibrio
.(Ar: Cl=35,45 N=14 H=1) R// 0,8587 g
38.- En la obtención del ácido sulfúrico, una etapa importante es la oxidación del dióxido de azufre
para dar el trióxido de azufre según la reacción: SO
2
(g) + l/2 O
2
(g) <====> SO
3
(g) ΔHº = -88,6
kJ. a) ¿Cómo se modificará el equilibrio al elevar la temperatura?. b) ¿Cambiará la constante de
equilibrio? c) ¿Qué sucederá si se duplica el volumen de la vasija de reacción?.
R// a y c)Se favorece el proceso inverso b)Disminuye
39.- En el equilibrio: 2SO
2
(g) + O
2
(g) = 2 SO
3
(g) ΔHº = -197 kJ.
Indicar cómo variará la concentración de SO
3
: a) al pasar de 25 ºC a 500 ºC. b) Al aumentar la
presión total del sistema (a T=cte). c) al añadir un catalizador. d) al reducir el volumen del recipiente
a la mitad. e)al añadir un gas inerte
R// a)Disminuye b)Aumenta c)no varía d)Aumenta e)no
varía
40.- El hidrogenosulfuro de amonio se descompone según el proceso:
NH
4
HS(s) <==> NH
3
(g) + SH
2
(g) siendo su K
p
=0,11 atm
2
.
En un reactor con NH
3
(g) a una presión de 0,5 atm, se añaden 5 gramos de NH
4
HS(s). Cuando se
alcance el equilibrio, hallar: a) la presión total del gas que llenará el reactor. b) la fracción molar de
cada uno de los gases. c) ¿Cuál hubiera sido el resultado si ponemos 10 g de NH
4
HS(s) en vez de 5
g?.
R// a)0,83 atm b)0,8 y 0,2 c)el mismo
41.- A 600 K se pone en un matraz 1 mol de CO
2
(g) y C(s) en exceso, la presión total en el interior
del matraz es de 1 atm. Al alcanzar el equilibrio a 600 K, la presión total en el matraz es 1,5 atm.
Hallar K
p
a 600 K para el equilibrio CO
2
(g) + C(s) <===> 2CO(g) y los moles de CO
2
y CO
presentes en el equilibrio.
R// 2 atm 0,5 moles y 1 mol
42.- Analizada una muestra de un gas encerrado en un recipiente de a 600 K que se encontraba en
equilibrio, se observó que estaba formada por amoníaco, nitrógeno e hidrógeno en concentraciones
5·10
-
4
M, 0,02M y 0,02M, respectivamente. Obtener los valores de las constantes de equilibrio K
p
y
K
c
para: 3H
2
(g) + N
2
(g) ⇔ 2NH
3
(g). R// 6,45.10
-
4
atm
-
2
1,56 M
-
2
43.- A 233ºC se tiene el proceso: SO
2
(g) + NO
2
(g) ⇔ SO
3
(g) + NO(g), en el equilibrio hay una
mezcla formaca por: 6 moles de SO
3
, 0,45 moles de NO, 0,15 moles de SO
2
y 0,3 moles de NO
2
. Si
se añaden, a esta temperatura 0,3 moles de SO
3
. Hallar el porcentaje de cada gas en la mezcla de
gases, cuando se restablezca el equilibrio.
R// 10,11% 18,44% 48,22% 23,22%
44.- En un recipiente de 1,3 1 de capacidad se tiene 2,6 g de tetróxido de dinitrógeno a 27 ºC. En el
equilibrio, la presión en el recipiente es de 0,6 atm. Hallar el grado de disociación del N
2
O
4
(g) según
el equilibrio: N
2
O
4
(g) <==> 2NO
2
(g). (Ar:N=14 O=16) R//12,2%
4.2.-Equilibrio químico
52
45.- Se introduce en un matraz de 2 litros una mezcla de 2 moles de Br
2
y 2 moles de Cl
2
se produce
la reacción: Br
2
(g) + Cl
2
(g) ⇔ 2BrCl(g). Cuando se establece el equilibrio se ha gastado el 9,8% de
bromo. Calcúlese la constante de equilibrio para la reacción.
R// 0,0472
46.- En un vaso de 200 ml hay azufre (s), 1 gramo de H
2
(g) y 3,2 g de H
2
S(g). Se calienta a 380 K
estableciéndose el equilibrio H
2
S (g) ⇔ H
2
(g) + S (s) cuya constante de equilibrio vale 0,07. Hallar
la presión parcial de los gases en el equilibrio.(Ar: S=32 H=1)
R//86,48 atm 6,056 atm
47.- El NH
4
Br sólido se descompone endotérmicamente según el equilibrio:
NH
4
Br (s) ⇔ NH
3
(g) + HBr (g). a) Explicar si, una vez en el equilibrio, la cantidad de HBr (g)
aumenta, disminuye o no se modifica, en los siguientes casos: i) Cuando se introduce NH
3
(g). ii) Al
duplicar el volumen del recipiente. b) Deducir si el valor de la Kp a 400 ºC será mayor, menor o
igual que a 25 ºC.
R// a) disminuye aumenta b) mayor
48.- El carbonato de sodio se descompone según la ecuación termoquímica:
CaCO
3
(s) <===> CO
2
(g) + CaO (s) ΔHº = 87,8 kJ. La K
p
para el equilibrio a 800ºC es 0,22 atm.
Se calienta el carbonato de calcio en un crisol cerrado; ¿se descompondrá en su totalidad? ¿y en un
crisol abierto se descompondrá totalmente? Explicar lo que sucede en ambos casos.
R// No se descompondrá en el primer caso y si en el segundo
Teoria_Ejercicios_Propiedades_Coligativas.pdf
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.
Descargar
Estamos procesando este archivo...
Lamentablemente la previsualización de este archivo no está disponible. De todas maneras puedes descargarlo y ver si te es útil.