QUÍMICA 2º. PROBLEMAS DE EQUILIBRIO QUÍMICO

Ajuste de ecuaciones químicas Haz clic sobre las ecuaciones para realizar el ejercicio.

Problema101: Ajusta la siguiente ecuación química: H2+ O2 <--> H2O

Problema102: Ajusta la siguiente ecuación química: N2+ H2 <--> NH3

Problema103: Ajusta la siguiente ecuación química: KClO3 <--> KCl + O2

Problema104: Ajusta la siguiente ecuación química: SO2+ O2 <--> SO3

Problema105: Ajusta la siguiente ecuación química: NaCl <--> Na + Cl2

Problema106: Ajusta la siguiente ecuación química: HgO <--> Hg + O2

Problema107: Ajusta la siguiente ecuación química: Na + H2O <--> NaOH + H2

Problema108: Ajusta la siguiente ecuación química: Zn + H2SO4 <--> ZnSO4 + H2

Problema109: Ajusta la siguiente ecuación química: PbS + H2O2 <--> PbSO4 + H2O

Problema110: Ajusta la siguiente ecuación química: NH3 + O2 <--> NO + H2O

Problema111:  Ajusta la siguiente ecuación química: H2S + O2 <--> S + H2O

Problema112:  Ajusta la siguiente ecuación química: Al + HCl <--> AlCl3 + H2

Problema113:  Ajusta la siguiente ecuación química: Al + H2SO4 <--> Al2(SO4)3 + H2

Problema114:  Ajusta la siguiente ecuación química: NH3 + Mg <--> Mg3N2 + H2

Problema115:  Ajusta la siguiente ecuación química: BaO2 + HCl <--> BaCl2 + H2O2

Problema116:  Ajusta la siguiente ecuación química: NO2 + H2O <--> HNO3 + NO

Problema117:  Ajusta la siguiente ecuación química: Na2CO3 + H2O + CO2 <--> NaHCO3

Problema118:  Ajusta la siguiente ecuación química: C4H10 + O2 <--> CO2 + H2O

Problema119:  Ajusta la siguiente ecuación química: C8H18 + O2 <--> CO2 + H2O

Problema120:  Ajusta la siguiente ecuación química: C2H5O + O2 <--> CO2 + H2O

Problema121:  Ajusta la siguiente ecuación química: Fe2O3 + CO <--> CO2 + Fe

Problema122:  Ajusta la siguiente ecuación química: FeS + O2 <--> Fe2O3 + SO2

Problema123:  Ajusta la siguiente ecuación química: Cr2O3 + Al <--> Al2O3 + Cr

Problema124:  Ajusta la siguiente ecuación química: Ag + HNO3 <--> NO + H2O + AgNO3

Problema125:  Ajusta la siguiente ecuación química: CaCO3 + HCl <--> CaCl2 + CO2 + H2O

Problema126:  Ajusta la siguiente ecuación química: Cu + HNO3 <--> Cu(NO3)2 + NO2 + H2O

Problema127:  Ajusta la siguiente ecuación química: HCl + MnO2 <--> MnCl2 + H2O + Cl2

Problema128:  Ajusta la siguiente ecuación química: H2SO4 + C <--> SO2 + CO2 + H2O

Problema129:  Ajusta la siguiente ecuación química: KMnO4 + HCl <--> MnCl2 + KCl + Cl2 +  H2O

Problema130:  Ajusta la siguiente ecuación química: K2Cr2O7 + HCl <--> CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O

    

Equilibrio químico

Problema501: El valor de Kc para la reacción N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g) es 2 a 400ºC. Encontrar el valor de Kp a la misma temperatura. Solución

Problema502: Este sistema en equilibrio: FeO(s) + CO(g) ↔ Fe(s) + CO2(g) contiene 2,19 mol de CO y 0,88 mol de CO2 a 1000ºC. Calcula el valor de Kp a esta temperatura. Solución

Problema503: El valor de Kc para el equilibrio PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g) es 0,19 a 250ºC. Se calientan 2,085g de PCl5 en un recipiente de 500ml, manteniéndolos a 250ºC hasta que se establezca el equilibrio. ¿Cuáles serán las concentraciones de PCl5, PCl3 y Cl2 presentes en el equilibrio? Solución

Problema504: Se mezclan 0,84 moles de PCl5 y 0,18 moles de PCl3 en un recipiente de un litro. Una vez alcanzado el equilibrio se encuentra que existen 0,72 moles de PCl5 ¿Cuál es el valor de Kc para la reacción PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g) a esa temperatura? Solución

Problema505: En la reacción 2 NO2 (g) ↔ 2 NO (g) + O2 (g) se observa que una determinada mezcla en equilibrio tiene la siguiente composición: 0,96 moles de NO2, 0,04 moles de NO y 0,02 moles de O2, a 700K y 0,2 atmósferas. Calcula la constante de equilibrio Kp para esa reacción a 700K. Solución

Problema506: La constante de equilibrio de la reacción 2HI (g) ↔ H2 (g) + I2 (g) es 0,02 a 745K. ¿En qué sentido se producirá la reacción si se introduce 1,0 mol de HI, 0,10 moles de H2 y 0,10 moles de I2 en un recipiente de 10 litros y se calienta hasta 745K? Solución

Problema507: La constante de equilibrio Kp para la reacción H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g) vale 55,3 a 700K. Mezclamos a esa temperatura esas tres sustancias en un recipiente cerrado, de forma que sus presiones parciales sean P(HI) = 0,70 atm, P(I2) = 0,020 atm y P(H2) = 0,020 atm. a) ¿En qué sentido tendrá lugar la reacción? b) ¿Cuáles serán las presiones parciales en el equilibrio? Solución

Problema508: Una mezcla de HCl (g), O2 (g), H2O (g) y Cl2 (g) se encuentra en equilibrio a 200ºC según la reacción: 4 HCl (g) + O2 (g) ↔ 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g) ; ΔH<0. Cuál será el efecto sobre la concentración de HCl (g) en el equilibrio si: a) Se agrega a la mezcla más cantidad de O2. b) Se elimina Cl2 de la mezcla reaccionante. c) Se aumenta el volumen de la mezcla al doble del original. d) La temperatura se reduce a 160ºC. e) Se agrega a la mezcla un catalizador. Solución

Problema509: El NH4Cl se descompone según el equilibrio: NH4Cl (s) ↔ NH3 (g) + HCl (g). ¿Qué le sucede a una mezcla de NH4Cl, NH3 y HCl en equilibrio si se agrega más cloruro de amonio sólido? Solución

Problema510: La reacción: PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g) es endotérmica. Determina para cada una de las modificaciones siguientes la dirección cara a la que se desplaza la posición de equilibrio y di si cambia el valor de la constante de equilibrio en alguna de ellas. a) Se añade Cl2(g). b) Se disminuye el volumen del recipiente. c) Se aumenta la temperatura. d) Se añade un catalizador. e) Se añade un gas noble. Solución

Problema511: Las concentraciones de equilibrio de la reacción: PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g) a una determinada temperatura son [PCl5] = 0,40M, [PCl3] = 0,20M y [Cl2] = 0,10M. Si se añaden 0,10 moles de Cl2 al recipiente de 1 litro en el que se encuentra la mezcla, ¿cuál será la nueva concentración de PCl5 en el equilibrio? Solución

Problema512: Hallar el valor de ΔGº y de la constante de equilibrio Kp a 298 K usando los datos termodinámicos de las tablas para la reacción: CaCO3 (s) ↔ CaO (s) + CO2 (g) . Solución

Problema513: La constante de equilibrio de la reacción: NO (g) + 1/2 O2 (g) ↔ NO2 (g) es K = 1,3·106 a 298 K. Si la entalpía normal de reacción es ΔHº= –56,48 kJ/mol calcula el valor aproximado de la constante de equilibrio a la temperatura de 598 K. Supón que ΔH y ΔS de la reacción no varían apreciablemente con la temperatura. Solución

Problema514: El NH3 se obtiene según la reacción exotérmica: N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g) a) Predecir las condiciones de presión y temperatura más favorables para la obtención de una mayor cantidad de amoníaco. b) Predecir como debemos variar las concentraciones de N2, H2 y NH3 para que a lo largo de la reacción se obtenga una mayor cantidad de amoníaco. c)Predecir el efecto que producirá la presencia de un catalizador. Solución

Equilibrios de solubilidad

Problema551: En una disolución de fluoruro de bario saturada a 25ºC, la concentración de ion bario es 1,82·10–2 M. ¿Cuál será la concentración de ion fluoruro en esta disolución? ¿Cuál será el producto de solubilidad del fluoruro de bario? Solución

Problema552: ¿Cuáles serán las concentraciones del ion Pb2+ y del ion SO42– si se añade 1 mol de PbSO4 a 1 litro de agua? Ks(PbSO4) = 1,3·10−8 Solución

Problema553: ¿Cuál es la solubilidad del hidróxido de magnesio en agua pura? Ks[Mg(OH)2] = 8,9·10−12 Solución

Problema554: La solubilidad del fosfato de plata en agua pura es 6,5mg/litro a 20ºC ¿Cuál es el producto de solubilidad de esta sal? ¿Cuál será la solubilidad del fosfato de plata en una disolución 0,1M en Ag+? Solución

Problema555: Calcula la solubilidad del sulfato de Pb(II): a) en agua pura. b) en una disolución 0,1M de nitrato de Pb(II) (sal soluble). c) en una disolución 0,1M de sulfato de sodio. Ks[PbSO4] = 1,3·10−8 Solución

Problema556: Decidir si precipitará o no sulfato de calcio cuando: a) se mezclan 100cc de cloruro de calcio 0,02M con 100cm3 de sulfato de sodio 0,02M. b) se mezclan 100cm3 de cloruro de calcio 0,002M con 100cm3 de sulfato de sodio 0,002M. Ks[CaSO4] = 2,4·10−5 Solución

Problema557: Calcula la cantidad de sulfato de calcio precipitado cuando se mezclan 100cm3 de cloruro de calcio 0,02M con 100cm3 de sulfato de sodio 0,02M.  Ks[CaSO4] = 2,4·10−5 Solución

Problema558: Cuando se mezcla en un vaso de precipitados 40cm3 de una disolución 0,1M de KI con 20cm3 de una disolución 0,1M de Pb(NO3)2 se forma un precipitado amarillo. Calcula las concentraciones iónicas en el equilibrio y la masa del precipitado. Ks[PbI2] = 8,3·10−9 Solución

Problema559: La solubilidad del fluoruro de calcio es 2,73·10–3 g/100ml a 25ºC. Calcula el valor de Ks y escribe la ecuación representativa del equilibrio entre el precipitado y sus iones en disolución. ¿Cuál será la concentración de los iones calcio que quedarán en la disolución si se añade fluoruro de sodio de forma que la concentración en iones sodio sea 0,1M? Solución

Problema560: A una disolución 0,1M en Ca2+ y 0,1M en Ba2+ se le añade lentamente sulfato de sodio. a) ¿Cuál es el sólido que precipitará antes? b) ¿Cal es la concentración del ion sulfato en el instante en que precipita el primer sólido? c) Cuando comienza a precipitar el segundo sólido, ¿Cal es la concentración del catión del primer sólido que todavía permanece en la disolución?. Solución

Problema561: Tenemos una disolución con iones Mn2+ y Co2+, los dos en concentración 0,1M, y queremos precipitar separadamente los sulfuros correspondientes añadiendo gradualmente una disolución de ion sulfuro, S2–, a la disolución anterior. a) Calcula la concentración mínima de S2– necesaria para iniciar la precipitación de cada sulfuro. (Ks[MnS]=3,0·10–14; Ks[CoS]=4,0·10–21) b) Indica cuál de ellos precipita en primer lugar. c) Calcula la concentración del catión que precipita primero cuando comienza a precipitar el segundo. Solución

Problema562: Cuando a una disolución acuosa de cloruro de magnesio se le añade otra de hidróxido de sodio, se forma un precipitado blanco. A continuación, si se le adiciona una disolución de ácido clorhídrico, el precipitado se disuelve. Explica estos hechos, escribiendo las reacciones correspondientes a ambos procesos. Solución

Cálculos con masas

Problema301: El carbonato de sodio reacciona con ácido clorhídrico para dar cloruro de sodio, dióxido de carbono y agua. Calcula la masa de cloruro de sodio que se produce a partir de 250g del carbonato con exceso de clorhídrico. Solución animada      Solución en pdf

Problema302: ¿Qué masa de dióxido de carbono se obtiene a partir de la combustión de 200g de butano en exceso de oxígeno? Solución animada      Solución en pdf

Problema303: La descomposición de clorato de potasio produce cloruro de potasio y oxígeno gas. ¿Cuántos gramos de clorato de potasio se han de descomponer para obtener 100g de cloruro de potasio? Solución animada      Solución en pdf

Problema304: El amoníaco se obtiene a partir de nitrógeno e hidrógeno gas. ¿Cuántos gramos de amoníaco se pueden obtener a partir de 10 gramos de nitrógeno gas? Solución animada      Solución en pdf

Problema305: El carbonato de sodio reacciona con cloruro de calcio para dar carbonato de calcio y cloruro de sodio. ¿Qué cantidad de carbonato de calcio se obtiene a partir de 150g de cloruro de calcio y exceso de carbonato. Solución

Cálculos con gases en condiciones normales

Problema311: Se queman 100g de metano en presencia de oxígeno gas. ¿Cuántos litros de dióxido de carbono se obtienen, en condiciones normales de presión y temperatura? Solución

Problema312: El aluminio reacciona con ácido clorhídrico dando cloruro de aluminio y gas hidrógeno. ¿Cuántos litros de hidrógeno en condiciones normales se obtienen a partir de 50g de aluminio? Solución

Problema313: ¿Cuántos litros de hidrógeno gas en condiciones normales se hacen reaccionar con oxígeno gas para dar 100g de agua? Solución

Problema314: ¿Cuántos litros de propano gas en condiciones normales se tienen que combustionar para obtener 500L de CO2 también en condiciones normales de presión y temperatura? Solución

Problema315: ¿Cuántos litros de CO2, en condiciones normales, se obtienen por reacción de 25g de CaCO3 con ácido clorhídrico? También se obtiene cloruro de calcio y agua. Solución

Cálculos con gases en condiciones no normales

Problema321: ¿Qué cantidad de carbono hay que quemar para producir 1000 litros de CO2 medidos a 320ºC y 775mm de Hg? Solución

Problema322: Se añade 0,5g de Na en agua, calcula los litros de hidrógeno gas que se obtienen a 29ºC y 755mm de Hg. Solución

Problema323: Se queman en presencia de oxígeno 25g de etanol, C2H6O, calcula los litros de CO2 que se obtienen a 25ºC y 95.000Pa de presión. Solución

Problema324: ¿Cuántos litros de O2 gas se obtienen a 24ºC y 740mm de Hg por descomposición de 20g de KClO3? Solución

Problema325: Se queman 100g de S puro en exceso de O2, calcula los litros de SO2 que se obtienen a 5atm y 25ºC? Solución

Cálculos con reactivos en disolución

Problema331: ¿Qué masa de Zn reacciona completamente con 250ml de una disolución 2M de HCl para dar ZnCl2 y H2? Solución

Problema332: Calcula los litros de H2 gas que se obtienen a 25ºC y 0,96atm por reacción de Zn con 100ml de una disolución 3M de HCl? Solución

Problema333: Calcula la masa de Na2SO4 que se obtiene al reaccionar 200ml de disolución de H2SO4 de 15% de riqueza y 1100g/l de densidad con exceso de NaOH. Solución

Problema334: ¿Qué cantidad de disolución 0,5M de ácido sulfúrico hay que hacer reaccionar con Al para obtener 50L de H2, medidos a 97.000Pa y 25ºC? Solución

Problema335: ¿Que volumen de ácido clorhídrico de 35% en masa y densidad 1,18g/ml debe reaccionar con exceso de Zn para liberar 15g de hidrógeno? Solución

Cálculo del reactivo limitante

Problema341: Calcula los gramos de agua que se obtienen al hacer reaccionar 10g de H2 con 100g de O2. Solución

Problema342: Calcula los gramos de CO2 que se obtienen al hacer reaccionar 15g de CH4 con 50g de O2. Solución

Problema343: Se hacen reaccionar 10g de Zn con 200mL de ácido clorhídrico, HCl, 2M. ¿Calcula el volumen de H2 que se obtiene en condiciones normales de presión y temperatura? Solución

Problema344: Se hacen reaccionar 6g de N2 con 2g de H2. ¿Calcula la masa de NH3 que se obtiene? Solución

Problema345: El fósforo reacciona con el bromo para dar PBr3. Se hacen reaccionar 20g de fósforo con 100g de bromo ¿Que cantidad de PBr3 se obtendrá? Solución

Problema346: Calcula los gramos de bromuro de plata que precipitan al reaccionar 40,0 mL de disolución de ión Br– 0,50M con 25,0 mL de disolución de ión Ag+ 0,75M. Solución

Rendimiento de la reacción y grado de pureza

Problema351: Calcula que volumen de H2 gas, medido a 22ºC y 9,89·104Pa, se obtiene tratando 114,0g de aluminio con exceso de ácido clorhídrico, si el rendimiento previsto para la reacción es del 85% Solución

Problema352: A partir de 1,00g de hidrógeno se obtuvieron 2,12g de amoníaco mediante reacción con nitrógeno. Calcula el rendimiento de la reacción. Solución

Problema353: 28g de monóxido de carbono reaccionan 70,9 g de cloro para dar 80 gramos de COCl2, dicloruro de carbonilo o fosgeno, según la ecuación:  CO + Cl2 → COCl2 calcula el rendimiento de la reacción. Solución

Problema354: A partir de 2 toneladas de caliza calcula cuántos kilogramos de óxido de calcio se pueden obtener si la riqueza de la caliza es del 95% en CaCO3 y el rendimiento de la reacción es del 75% Solución

Problema355: Calcula el grado de pureza de una muestra de sulfuro de hierro(II), sabiendo que al tratar 0,5g de la misma con HCl se desprenden 100mL de sulfuro de hidrógeno, medidos a 27ºC y 1013hPa. Solución

Problema356: Se prepara ácido clorhídrico por reacción entre el cloruro de sodio y ácido sulfúrico: NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl. Calcula el peso de disolución de ácido sulfúrico de 90% que se necesitan para obtener un kilogramo de disolución de ácido clorhídrico del 42% Solución

Problema357: ¿Qué cantidad de aluminio se puede obtener a partir de 100kg de bauxita (Al2O3) del 60% de riqueza? Solución

Problema358: ¿Que cantidad de carbonato de calcio y de disolución de ácido clorhídrico al 20% son necesarios para obtener 100g de CaCl2·6H2O? En la reacción también se produce CO2. Solución

7.4.- Ejercicios y cuestiones

340.- A una determinada temperatura, se añaden a un recipiente vacío 746 gr de I2 y 16'2 gr de H2. Se deja alcanzar el equilibrio y entonces se comprueba que se han formado 721 gr de HI. Calcular Kp y Kc  para el proceso de formación de HI. 341.- Se introducen 0'02 moles de CaCO3 en un recipiente de 1 litro, y éste se calienta hasta 1170 ºK. Determinar la composición de equilibrio sabiendo que la reacción: CaCO3 (s)            CaO (s) + CO2 (g)      posee una Kp= 1'0 atm. 342.- Determinaciones experimentales han permitido conocer que si se calienta amoniaco puro a 673 K y 0'934 atm, se halla disociado en un 40% en N2 y H2. Determinar: La presión parcial de cada uno de los gases cuando se alcance el equilibrio. Los moles de cada gas en el equilibrio (suponer que el peso total de la mezcla es de 100 gr). El volumen de la mezcla. El valor de Kp a 673 K. 343.- La constante Kp para la reacción de descomposición del N2O4 (g) en NO2 (g) a 308 K, vale 0'32 atm. Calcular la presión a la que el N2O4 se encuentra disociado en un 25% 344.- La constante Kc para la reacción del etanol (CH3CH2OH) con el ácido acético (CH3COOH) para dar acetato de etilo (CH3COOCH2CH3) y agua, vale 4. ¿Cuántos gr de acetato de etilo se formarán al mezclar 1'3 moles de etanol con 1'33 moles de ácido acético?. 345.- A 630 ºC y 1 atm de presión, la densidad del SO3 es de 0’927 gr/l. Calcular el grado de disociación, Kp y Kc para la reacción: 2 SO3 (g)              2 SO2 (g) + O2 (g) 346.- En un recipiente de 250 cc, se mezclan 16 gr de S con la cantidad estequiométrica de Hidrógeno a 25 ºC. A esa temperatura, la constante de equilibrio para la reacción: S (s) + H2 (g)              H2S (g) tiene el valor de Kp = 6'32.10-5. Determinar la cantidad de ácido sulfhídrico formada. 347.- En la síntesis de Haber, una mezcla de nitrógeno e hidrógeno en la proporción 1:3 tiene a 723 K y 50 atm la siguiente composición en el equilibrio: 9'6% de NH3 ; 28'2% de N2 y 62'2% de H2. Determina el valor de Kp. 348.- En la reacción de formación del HI, Kp = 54'4 a 355 ºC. Determinar el porcentaje de I2 que se convertirá en HI al mezclar 0'2 moles de I2 con 0'2 moles de H2 a la citada temperatura. 349.- Si en el problema anterior la cantidad de H2 se aumenta hasta 2 moles, ¿cuál será el nuevo porcentaje de I2 reaccionado?. ¿Se podría predecir a priori si sería mayor o menor?. 350.- A 248 ºC y 1 atm, se ha determinado que si se utiliza una muestra inicial de 0'5 moles de SbCl5, la mezcla de equilibrio contiene un 42'8% de Cl2. Calcular Kp para la reacción: SbCl5(g)                SbCl3(g) + Cl2 (g) 351.- El CO2, se disocia parcialmente a 2000 K según la reacción: 2 CO2 (g)                  2 CO (g) + O2 (g) Experimentalmente se encuentra que reacciona sólo un 1'6% del dióxido de carbono presente inicialmente. Calcular: el valor de Kp suponiendo una presión parcial de CO2 en el equilibrio de una atm. la presión total en estas condiciones. 352.- Se sabe que la reacción: 2 SO2 (g) + O2 (g)    2 SO3 (g) tiene una Kp = 3'4 a 1000 K. Cuando se alcanza el equilibrio la presión de SO3 respecto a la de SO2 es de 1'25. Calcular las presiones parciales de los gases presentes en la mezcla y la presión total del sistema cuando se alcance el equilibrio. 353.- El equilibrio CO (g) + H2O (g)       CO2 (g) + H2 (g) tiene una constante de 0'63 a 986 ºC. Determina la presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio si una mezcla del 12% de CO, 22% de H2O, 3O% de CO2 y 36% de H2 se calienta a 986 ºC bajo una presión de 1 atm. 354.- 9 moles de CO y 15 de Cl2 se colocan en un recipiente de 3 litros. En el equilibrio: CO (g) + Cl2 (g)             COCl2 (g) se encuentra que hay 6'3 moles de Cl2 en la mezcla. Determina el valor de la constante de equilibrio Kc. 355.- 12 moles de SO2 y 8 de NO2 se colocan en un recipiente de 2 litros. Al alcanzarse el equilibrio según la reacción: SO2(g) + NO2 (g)               SO3 (g) + NO (g) se determina que la concentración de NO2 es de 1 M. Calcula el valor de Kc en esas condiciones. 356.- En la reacción:             N2O4 (g)               2 NO2 (g) la constante de equilibrio Kc es de 2 M. Se introduce en un recipiente de 1 litro, 1 mol de N2O4 dejando que se alcance el equilibrio. ¿Qué concentración de NO2 se obtendrá?. ¿Y si el volumen fuese de 10 litros?. 357.- En un recipiente cerrado de 5 litros de capacidad, se introducen  0'158 moles de I2 y 4'89 de H2 a 500 ºC de temperatura. Determinar la cantidad de HI formado sabiendo que la constante de equilibrio toma el valor de 50 a la citada temperatura. 358.- Calentando a 200 °C una cantidad de pentacloruro de fósforo en un vaso de 10 litros, se establece un equilibrio que contiene 0’26 moles de pentacloruro de fósforo (PCl5), 0'35 moles de tricloruro de fósforo (PCl3) y 0'35 moles de cloro (Cl2). Calcula el valor de la constante de equilibrio Kc. 359.- Tenemos la siguiente reacción en equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g)              2 NH3 (g) que contiene 3'6 moles de H2, 13'5 moles de N2 y 1 mol de NH3. La presión total es de 2 atm. Calcular las presiones parciales de cada uno de los gases en dicho equilibrio y el valor de Kp. 360.- Calcular las concentraciones en el equilibrio que se alcanza al introducir 0'1 moles de N2O4 en un erlenmeyer de 2 litros de capacidad a 25 °C, teniendo presente que la reacción: N2O4 (g)               2 NO2 (g) tiene de Kc = 0'0058 M a dicha temperatura. 361.- Dado que, a 760 °C, Kc = 33'3 M para el equilibrio: PCl5 (g)                 PCl3 (g) + Cl2 (g) ¿Cuál será el estado de equilibrio que alcanzará el sistema si inyectamos 1'5 gr de PCl5 y 15 gr de Cl2 en un volumen de un litro? 362.- Se desea obtener un mol de acetato de etilo según la reacción: CH3COOH(l) + CH3CH2OH (l)         CH3COOCH2CH3(l) + H2O(l) Calcular las cantidades mínimas, en moles, de reactivos en partes iguales que deben utilizarse inicialmente. Para la citada reacción, K = 4 a 20 °C. 363.- Si se calientan 46 gr de I2 y 1 gr de H2 hasta alcanzar el equilibrio a 450 °C según la reacción: I2 (g) + H2 (g)          2 HI (g) la mezcla en el equilibrio contiene 1'9 gr de I2. ¿cuántos moles de cada gas existirán en el equilibrio?; ¿cuánto vale su constante de equilibrio a 450 °C? 364.- Calcular el % de disociación del N2O4 a 27 °C y 0'7 atm de presión sabiendo que Kc = 0'17 M y la reacción: N2O4 (g)                2 NO2 (g) 365.- Dada la reacción:         2 NOBr (g)            2 NO (g) + Br2 (g)      Si el bromuro de nitrosilo está disociado en un 34% a 25 °C y 25 atm de presión, calcular el valor de Kp a dicha temperatura. 366.- A 374 K, Kp para la reacción: SO2Cl2(g)      SO2(g) + Cl2(g) vale 2'4 atm. Si introducimos 6'4 gr de SO2Cl2 en un tubo de un litro, ¿cual será la presión de SO2Cl2 si no se ha disociado nada?; ¿cuáles serán las presiones parciales de todos los gases cuando se alcance el equilibrio? 367.- Al hacer reaccionar en un recipiente de 10 litros a 240 °C, 0'5 moles de H2 con 0'5 moles de I2 según la reacción:     I2 (g) + H2 (g)                 2 HI (g)          Kc = 50           ¿Cuál es el valor de Kp? ¿Cuál es el valor de la presión total en el recipiente cuando se alcance el equilibrio? ¿Cuántos moles habrán de I2 en el equilibrio? 368.- El carbamato de amonio se disocia según la reacción: NH4CO2NH2 (s)               2 NH3 (g) + CO2 (g) A 25 °C, la presión total de los gases en el equilibrio es de 0'116 atm. Calcular Kp. 369.- Dada la reacción:      CO2 (g) + H2 (g)           CO (g) + H2O (g)cuya constante a 1000 K vale K = 0'719. calcular: La composición volumétrica de equilibrio a dicha temperatura partiendo de cantidades equimolares de los reactivos. La presión parcial de cada uno de los componentes en el equilibrio, si la presión total es de 10 atm. ¿qué efecto tendrá sobre el equilibrio un aumento de la presión? 370.- Cuando el óxido de mercurio(II) se calienta en un recipiente cerrado, en el que se ha hecho el vacío, se disocia en mercurio y oxígeno hasta alcanzarse una presión total que a 380 °C es de 141 mmHg. Calcular: las presiones parciales de cada uno de los gases cuando se alcance el equilibrio a esa temperatura. las concentraciones de los mismos. el valor de Kc. 371.- A 400 °C y 50 atm de presión total la síntesis del amoniaco sobre catalizador adecuado y partiendo de cantidades estequiométricas de hidrógeno y nitrógeno, conduce a un porcentaje volumétrico de amoniaco en el equilibrio del 15%. Calcular: la composición volumétrica del sistema en el equilibrio. las presiones parciales en el equilibrio de cada gas. el valor de Kc. 372.- En un cilindro provisto con un pistón se tiene una mezcla en equilibrio de COCl2, CO y Cl2, cuyas concentraciones respectivas son 20M, 2M y 2M. Predecir de forma cualitativa qué sucederá si se reduce el volumen a la mitad. Comprobar la predicción realizada en el apartado anterior si la temperatura permanece constante. 373.- A 1000 K y presión 30 atm en el equilibrio:     CO2 (g) + C (s)         2 CO (g) el 17% de los gases presentes son de CO2. ¿Cuál será el nuevo % si la presión la reducimos a 20 atm? 374.- Sea el sistema en equilibrio:    Xe (g) + 2 F2 (g)       F4Xe (g)      DH = ‑218 KJ/mol Predecir el efecto que producirá sobre el equilibrio cada una de las siguientes operaciones, explicándolo: Aumento del volumen del recipiente. Disminución de la temperatura. Adición de Xe (g). 375.- A una temperatura determinada se produce la reacción: Xe (g) + 2 F2 (g)               F4Xe (g) Se mezclan 0'4 moles de Xe con 0'8 moles de F2 en un recipiente de 2 litros. Cuando se alcanza el equilibrio, el 60% de todo el Xe se ha convertido en F4Xe. Hallar Kc. Se mezclan 0'4 moles de Xe con "y" de F2 en el mismo recipiente. Cuando se alcanza el equilibrio, el 75% de todo el Xe se ha convertido en F4Xe. Hallar el valor de "y". 376.- Una mezcla de nitrógeno e hidrógeno en proporción 1:3 se calienta a 400 °C y se comprime hasta 50 atm. En estas condiciones, se obtiene un 15'11 % de amoniaco. Hallar Kp para el equilibrio:                        N2 (g) + 3 H2 (g)                     2 NH3 (g) 377.- En un recipiente que contiene amoniaco a una presión de 0'5 atm se colocan 5 gr de bisulfuro amónico. Hallar la presión total en el recipiente una vez alcanzado el equilibrio. Hallar la fracción molar de cada uno de los gases en el equilibrio. ¿Cual hubiese sido el resultado de los dos apartados anteriores si en lugar de introducir 5 gr de bisulfuro amónico se hubiesen introducido 10 gr? DATOS: la reacción que se produce es: NH4HS (s)             NH3 (g) + H2S (g)                  Kp = 0'11 atm2 378.- Considerar el equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g)               2 NH3 (g)               DH = ‑ 92'4 KJ indicar cómo afectará al equilibrio cada una de las siguientes operaciones explicando las respuestas: Aumento de la presión. Aumento de la temperatura. Adición de un gas inerte que no participe en la reacción, por ejemplo argón. Adición de hidrógeno. 379.- A temperatura ambiente, en el aire atmosférico, la relación molar entre Nitrógeno: Oxígeno:Argón es de 78'08 : 20'94 : 0'98 (ignorar la presencia de otros gases). A la temperatura de 2500 °C, la constante de equilibrio para la reacción: N2 (g) + O2 (g)              2 NO (g) vale K = 2'07.10‑3. Hallar la fracción molar del NO a dicha temperatura. 380.- Se ha realizado la reacción N2O4(g)  2 NO2(g) varias veces, con distintas cantidades, siempre a 134 °C. Una vez alcanzado el equilibrio las concentraciones de las dos substancias en cada muestra fueron: muestra nº 1 2 3 [N2O4] (moles/l) 0,29 0,05 ? [NO2] (moles/l) 0,74 ? 0,3 completa  la tabla con los valores que faltan. 381.- Una mezcla en equilibrio para la reacción                      2 H2S(g)           2 H2(g)     +     S2(g) contiene 1,0 moles de H2S;  0,20 moles de H2 y 0,80 moles de S2 en un recipiente de 2 l. Calcula Kc a la temperatura de la mezcla. Otra mezcla a la misma temperatura contiene en un recipiente igual, 0,1 moles de H2 y 0,4 moles de S2, calcula cuántas moles de H2S habrá en la mezcla. 382.- Dadas las siguientes ecuaciones: CO(g) + H2O(g)  CO2 (g)+H2 (g) 2 SO2 (g) + O2 (g)  2 SO3(g)  N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3 (g). Escribe la relación entre Kc y Kp para cada una. 383.- Un recipiente contiene una mezcla de N2, H2 y NH3 en equilibrio. La presión total en el recipiente es 2,8 atm, la presión parcial del H2 es 0,4 atm y la del N2, 0,8 atm. Calcula Kp para la reacción en fase gaseosa N2 (g) + 3 H2 (g)    2 NH3 (g) a la temperatura de la mezcla. 384.- Se mezclan 0,84 moles de PCl5 y 0,18 moles de PCl3 en un recipiente de 1 litro. Cuando se alcanza el equilibrio existen 0,72 moles de PCl5. Calcula Kc a la temperatura del sistema para la reacción: PCl5 (g)  PCl3 (g) + Cl2(g). 385.- 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°C. Se pide: la presión parcial de cada gas; Kc y Kp para la reacción:  N2(g) + 3 H2(g)     2 NH3(g) a 25 °C. 386.- La constante de equilibrio para la reacción: Cl2(g) + CO(g)  COCl2(g) es Kc = 5 (mol/l)-1 a cierta temperatura. Se tienen las siguientes mezclas en respectivos recipientes, todos de 1 litro: Sistema 1 2 3 Moles de Cl2 5 2 1 Moles de CO 2 2 1 Moles de COCl2 20 20 6 ¿Está cada uno de estos sistemas en equilibrio? Si no, ¿en qué sentido evolucionarán? 387.- Cuando se mezclan 1 mol de N2 y 3 moles de H2 a cierta temperatura y a una presión constante de 10 atm se obtienen 0,4 moles de NH3 en el equilibrio. Se pide: los moles de cada gas en el equilibrio; la presión parcial de cada gas en el equilibrio; Kp para la reacción N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3 (g) a la temperatura a la que se hizo la reacción. 388.- Si se calientan 46 g de yodo y 1 g de hidrógeno a 450 °C, la mezcla en equilibrio contiene 1,9 g de yodo. Se pide: moles de cada gas en la mezcla en equilibrio; Kc para la reacción H2 (g) + I2 (g)  2 HI (g) a 450 ºC. 389.- A 500 K el PCl5 se descompone parcialmente dando PCl3 y Cl2. Se sabe que si se introduce 1 mol de PCl5 en un recipiente de 1 l y se calienta hasta 500 K, un 14 % del mismo se descompone según la ecuación: PCl5 (g)    PCl3 (g) + Cl2 (g) Calcula Kc para dicha reacción a dicha temperatura. 390.- Si 1 mol de etanol se mezcla con 1 mol de ácido acético a la temperatura ambiente, la mezcla en equilibrio contiene 2/3 mol de acetato de etilo. Se pide: Kc para la reacción: CH3-CH2OH (dis) + CH3-COOH (dis)     CH3-COO-CH2-CH3 (dis) + H2O (dis) cuántos moles de éster habrá en el equilibrio si se mezclan 3 moles de etanol y 1 mol de ácido acético. 391.- La constante de equilibrio para la reacción: CO (g) + H2O (g)  CO2(g)  + H2 (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 l a esa temperatura. Calcula el número de moles de CO2 en el equilibrio. 392.- Se introducen 0,1 moles de N2O4 en un recipiente de 2 litros y se calienta hasta 25 °C. Sabiendo que Kc para la reacción: N2O4 (g)  2 NO2(g) es 0,006 mol/l a 25 °C, obtén las concentraciones en la mezcla en equilibrio. 393.- Para la reacción H2 (g) + I2 (g)  2 HI(g), K = 50 a 450 °C. En un recipiente de un litro se introduce 1 mol de H2, 1 mol de I2 y 2 moles de HI: determina a) en qué sentido se producirá reacción; b) los moles de cada gas habrá cuando se alcance el equilibrio. 394.- Kp para la reacción N2O4(g)   2 NO2 (g) tiene un valor de 66 atm a 134 °C. Se introduce 1 mol de N2O4 en un recipiente y se calienta hasta 134 °C. en el equilibrio la presión es 10 atm. Calcula cuántos moles de NO2 habrá en la mezcla en equilibrio. 395.- La reacción :        CH3-(CH2)2-CH3 (g)    CH(CH3)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. 396.- Un recipiente de un litro contiene una mezcla en equilibrio según la reacción: PCl5 (g)  PCl3 (g) + Cl2 (g). Las concentraciones de equilibrio son 0,2, 0,1 y 0,4 moles/l, respectivamente. Calcula Kc. Se añade, sin modificar el volumen, 0,1 moles de Cl2, calcula la concentración de PCl5 cuando de nuevo se alcance el equilibrio. 397.- Se encontró que la composición de equilibrio para la siguiente reacción CO (g) + H2O (g)    CO2 (g) + H2 (g) era 0,1; 0,1;  0,4 y 0,1 moles, respectivamente, en un matraz de 1 litro. Se añadieron a al mezcla en equilibrio (sin modificar el volumen) 0,3 moles de H2. Calcula la nueva concentración de CO2 una vez restablecido el equilibrio. 398.- Se desea obtener 1 mol de acetato de etilo a partir de etanol y acético según la reacción: CH3-CH2OH (dis) + CH3-COOH (dis)    CH3-COO-CH2-CH3 (dis) + H2O (dis) La constante de equilibrio tiene un valor de 4 a 20 °C. Calcula las cantidades de reactivos que se han de mezclar en proporción estequiométrica. 399.- El óxido de mercurio(II) se descompone reversiblemente al calentarse, en vapor de mercurio y oxígeno. 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 de Hg a 400 °C. Determina el valor de la constante de equilibrio Kp a dicha temperatura para la reacción: 2 HgO (s)     2 Hg(g) + O2  (g). 400.- En un recipiente cerrado se coloca una cantidad de carbamato de amonio que se descompone según la reacción: NH4(NH2-COO) (s)  2 NH3 (g) + CO2 (g) Una vez alcanzado el equilibrio a 20 °C, la presión en el recipiente ha aumentado en 0,08 atm. Calcula Kc para dicha reacción. 401.- A 1000°C la presión de CO2 en equilibrio con CaO y CaCO3 es 0,039 atm Determina Kp para la reacción CaCO3(s)  CaO (s) + CO2 (g); si se introduce CaCO3 en un recipiente que contiene CO2 a una presión de 0,5 atm ¿se produce reacción?; ¿cuál será la presión final?; ¿Y si la presión del CO2 en el recipiente fuera de 0,01 atm?. 402.- El sulfato de hierro(II) se descompone según: 2 FeSO4 (s)    Fe2O3 (s) + SO2 (g) + SO3 (g) Cuando se realiza la descomposición a 929 °C en un recipiente cerrado, inicialmente vacío, la presión en el equilibrio es 0,9 atm; determina Kp a dicha temperatura; determina la presión en el equilibrio si el FeSO4 se introdujera en un matraz a 929 °C que contuviera inicialmente SO2 (g) a una presión de 0,6 atm. 403.- Se tienen los siguientes sistemas en equilibrio: CaCO3 (s)  CaO (s) + CO2 (g) C (graf) + CO2 (g)  2 CO (g). Prediga, justificando la respuesta, en qué sentido se producirá reacción si añadimos CO2 sin modificar el volumen; eliminamos CO2 (haciéndolo reaccionar con NaOH) sin modificar el volumen. 404.- En un cilindro provisto de un pistón se tiene una mezcla en equilibrio según la reacción: COCl2 (g)  CO (g) + Cl2 (g), que contiene en un volumen de 1 litro las cantidades siguientes: 20 moles de COCl2, 2 moles de CO y 2 moles de Cl2. calcula Kc. predice en qué sentido se producirá reacción si se disminuye el volumen a la mitad.  calcula la composición de la mezcla cuando de nuevo se alcance el  equilibrio. 405.- Indica, justificando la respuesta, cuál será el efecto de un aumento de la presión (disminución del volumen) a temperatura constante en cada uno de los siguientes sistemas en equilibrio? N2O4 (g)  2 NO2 (g) CO (g) + 2 H2 (g)  CH3OH (g) H2 (g) + I2 (g)  2 HI (g) CaCO3 (s)   CaO(s) + CO2 (g) 406.- Considera las siguientes reacciones: 2 SO2 (g) + O2 (g)  2 SO3 (g)               DH = -197 kJ N2O4 (g)  2 NO2 (g)                              DH = +94 kJ N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3(g)                  DH = -22 kJ Explica en qué sentido se producirá reacción si, una vez alcanzado el equilibrio, se eleva la temperatura a volumen y presión constantes. 407.- Cuando el dióxido de estaño se calienta en presencia de hidrógeno, se produce la reacción siguiente: SnO2 (s) + 2 H2 (g)  Sn (s) + 2 H2O (g) Si los reactivos se calientan en un recipiente cerrado a 500 °C, se llega al equilibrio con unas concentraciones de H2 y H2O de 0,25 moles.l-1, de cada uno. Calcula Kc. Se añade 0,25 moles.l-1 de H2 al recipiente, ¿Cuáles serán las concentraciones de H2O e H2 cuando se restablezca el equilibrio? ¿Pueden encontrarse en equilibrio un mol de H2 y dos moles de H2O a la misma temperatura? Justifica la respuesta. 408.- Considerar el siguiente equilibrio: C (s) + 2H2 (g)  CH4 (g) DH°= -75 kJ. Predecir cómo se modificará el equilibrio cuando se realicen los siguientes cambios: disminución de la temperatura; adición de C (s); disminución de la presión de H2; disminución del volumen de la vasija donde tiene lugar la reacción. 409.- Cuando el cloruro amónico se calienta a 275 °C en un recipiente cerrado de 1 litro, se descompone dando lugar a cloruro de hidrógeno gaseoso y amoníaco gaseoso alcanzándose el equilibrio. La constante Kp = 1,04.10-2 atm2. ¿Cuál será la masa de cloruro amónico que queda sin descomponer cuando se alcanza el equilibrio si en la vasija se introducen 0,980 g de sal sólida?. 410.- En la obtención del ácido sulfúrico, una etapa importante es la correspondiente a la oxidación del dióxido de azufre gaseoso para formar el trióxido según la reacción: SO2 (g) + 1/2 O2 (g)  SO3 (g)       DHº = -88,6 kJ.    ¿Cómo se modificará el equilibrio al elevar la temperatura? ¿Cambiará la constante de equilibrio? ¿Qué sucederá si se duplica el volumen de la vasija de reacción? 411.- Considere el equilibrio: 2 SO2 (g) + O2 (g)  2 SO3 (g) DHº = -197 kJ. Indique cómo variará la concentración de SO3 en los casos siguientes: al pasar de 25 ºC a 500 ºC. al aumentar la presión total del sistema a temperatura constante. al añadir un catalizador al medio. al reducir el volumen del recipiente a la mitad. 412.- Formule la expresión de Kp para cada una de las siguientes ecuaciones químicas: SO2 (g) + 1/2 O2 (g)   SO3 (g) 2 SO2 (g) + O2 (g)   2SO3(g)               DHº = -197 kJ Compare ambas expresiones y comente las analogías y diferencias. ¿Cuál es la relación existente entre Kp y Kc para cada una de estas ecuaciones químicas? 413.- Considere el equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g)  2 NH3 (g) DHº = -92,4 kJ que se desarrolla en un recipiente de volumen fijo. Indique cómo afectará a dicho equilibrio cada una de las operaciones siguientes: Aumento de la presión.  Aumento de la temperatura. Adición de un gas inerte que no participe en la reacción, por ejemplo argón. Adición de hidrógeno.  Explique su respuesta. 414.- En un recipiente de 1,3 litros de capacidad se tiene 2,6 g de tetróxido de dinitrógeno a 27°C. Cuando se alcanza el equilibrio, la presión en el recipiente es de 0,6 atm. Calcular el grado de disociación del equilibrio: N2O4 (g)  2 NO2 (g) 415.- A 600 K se introduce en un matraz 1 mol de CO2 y C en exceso, la presión total en el interior del recipiente es de 1 atm. Cuando se alcanza el equilibrio manteniendo constante la temperatura, la presión total en el recipiente es 1,5 atm. Calcular: Kp a 600 K para el equilibrio:  CO2 (g) + C (s)    2 CO (g); número de moles de CO2 y CO presentes en el equilibrio. 416.- Analizada una muestra de un gas encerrado en un recipiente de 5 litros a una temperatura de 600 K que se encontraba en equilibrio químico, se observó que estaba compuesto por amoníaco, nitrógeno e hidrógeno en concentraciones 5.10-4 M, 0,02 M y 0,02 M, respectivamente. A partir de estos datos, obtener los valores de las constantes de equilibrio Kp y Kc para la reacción: 3 H2 (g) + N2 (g)  2 NH3 (g). 417.- Se introduce una muestra de pentacloruro de fósforo en un frasco a una temperatura de 427°C. El pentacloruro se disocia parcialmente produciendo cloro y tricloruro de fósforo: PCl5 (g)    Cl2 (g) + PCl3 (g) Si las presiones parciales del cloro y del pentacloruro son, respectivamente, 0,5 y 0,4 atm, calcular los valores de Kc y Kp, así como las fracciones molares de los componentes de la mezcla en equilibrio. 418.- A cierta temperatura se analiza la mezcla en equilibrio SO2 (g) + NO2 (g)    SO3 (g) + NO (g) que está contenida en un matraz y se determina que contiene 0,6 moles de SO3, 0,45 moles de NO, 0,15 moles de SO2 y 0,3 moles de NO2. Calcula Kc. Si se añaden a temperatura y volumen constantes 0,3 moles de SO3, calcúlese la composición de la mezcla de gases, cuando se restablezca el equilibrio. 419.- Se introduce en un matraz de 2 litros una mezcla de 2 moles de gas Br2, y 2 moles de Cl2. A cierta temperatura se produce la reacción: Br2 (g) + Cl2 (g)  2 BrCl (g). Cuando se establece el equilibrio se determina que se ha gastado el 9,8% de bromo. Calcúlese la constante de equilibrio para la reacción. 420.- Escribir la constante de equilibrio para la reacción: C2H6 (g)  C2H4 (g) + H2 (g)     DH = 34,4 kcal, T = 900 K, P = 1 atm; y discutir en qué sentido se desplazará el equilibrio al producirse separadamente los siguientes  cambios: aumento de la temperatura a presión y volumen constantes; aumento de la presión total; aumento de la presión parcial de H2. 421.- En la formación de amoníaco según la reacción N2 (g) + 3 H2 (g)    2 NH3(g)   DH°<0 indicar qué sucederá cuando: la temperatura aumente a presión y volumen constante; aumenta la presión total; aumenta la presión del hidrógeno; se añade un catalizador. 422.- En una vasija de 200 ml en la que se encuentra azufre sólido, se introducen 1 gramo de hidrógeno y 3,2 g de H2S. Se calienta el sistema a 380 K con lo que se establece el equilibrio H2S (g)  H2 (g) + S (s)          Kc = 7,0.10-2 Hallar la presión parcial de ambos gases en el equilibrio. Solución 423.- El bromuro amónico es un sólido cristalino que se descompone endotérmicamente según el siguiente equilibrio: NH4Br (s)  NH3 (g) + HBr (g) Explicar si, una vez alcanzado el equilibrio, la presión del HBr (g) y la cantidad de NH4Br (s) aumenta, disminuye o no se modifica, en cada uno de los siguientes casos: Cuando se introduce NH3 (g). Al duplicar el volumen del recipiente. Deducir si el valor de la constante de equilibrio Kc a 400 °C será mayor, menor o igual que a 25 °C. 424.- En un recipiente de volumen fijo se introduce, a 250 °C, una cierta cantidad de pentacloruro de fósforo que se descompone según la reacción: PCl5   PCl3 + Cl2. En el equilibrio existen 0,53 moles de cloro y 0,32 moles de pentacloruro de fósforo. ¿Cuál es el volumen del recipiente si Kc vale 4,1.10-2 M?. Si se duplica el volumen del recipiente manteniendo constante la temperatura ¿cuál sería la composición del gas en equilibrio?. 425.- El carbonato de calcio se descompone según la siguiente ecuación termoquímica: CaCO3 (s)  CO2 (g) + CaO (s)                 DH° = 87.8 kJ. Se calienta el carbonato de calcio. en un crisol cerrado; ¿se descompondrá en su totalidad? en un crisol abierto; ¿se descompondrá totalmente? Explicar lo que sucede en ambos casos. 426.- Considera la descomposición del fosgeno:   COCl2 (g)    CO (g) + Cl2 (g)         DH° > 0. Si a temperatura constante se duplica el volumen de la vasija ¿Aumentará, disminuirá o no se modificará? la cantidad de CO en la mezcla; La constante de equilibrio; La presión parcial de COCl2. Si a presión constante y volumen constante se enfría la vasija de reacción, ¿Cómo se modifica la cantidad de CO?. 427.- Para la reacción en equilibrio a 25 °C: 2 ICl (s)     I2  (s) + Cl2(g) la constante Kp vale 0,24 cuando la presión se expresa en atmósferas. En un recipiente de dos litros en el que se ha hecho el vacío se introducen 2 moles de ICl (s). ¿Cuál es la concentración de Cl2(g) cuando se alcance el equilibrio? ¿Cuántos gramos de ICl (s) quedarán en el equilibrio?. 428.- A 200°C y un volumen V, la siguiente reacción endotérmica está en equilibrio: NH4HS (s)    NH3 (g) + H2S (g). Deduzca y justifique si la concentración de NH3 aumentará, disminuirá o permanecerá constante, cuando se alcance de nuevo el equilibrio después de: introducir NH3(g) introducir NH4HS(s). aumentar la temperatura a presión y volumen constante; duplicar el volumen del recipiente. 429.- En un recipiente de 2 litros, que contiene inicialmente 3 gramos de dióxido de estaño y 0,1 gramos de hidrógeno se calienta hasta 500 ºC, con lo que se establece el equilibrio cuando la presión parcial del hidrógeno es de 0,975 atm. Calcular la constante de equilibrio:   SnO2 (s) + 2 H2 (g)    Sn (s) + 2 H2O (g) Razonar si, una vez alcanzado el equilibrio, se reduce el volumen a la mitad se duplicarán o no las concentraciones gaseosas finales. Concentraciones molares, presiones y constantes Kc y Kp. 1.-      La formación del N2O4 se explica mediante las dos reacciones siguientes: 2 NO (g) + O2 (g) Á 2 NO2 (g);¿Qué relación existe entre las constantes de los dos equilibrios con la constante de equilibrio de la reacción global?  2.-      La constante del siguiente equilibrio: 3 H2(g) + N2(g) Á 2 NH3(g). a 150 ºC y 200 atm es 0,55: ¿Cuál es la concentración de amoniaco cuando las concentraciones de N2 e H2 en el equilibrio son 0,20 mol/L y 0,10 mol/L respectivamente.  3.-      Se ha estudiado la reacción del equilibrio siguiente:2 NOCl (g) Á 2 NO (g) + Cl2  (g) a 735 K y en un volumen de 1 litro. Inicialmente en el recipiente se introdujeron 2 moles de NOCl. Una vez establecido el equilibrio se comprobó que se había disociado un 33,3 % del compuesto. a) Calcula Kc. b) ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio si se aumenta la presión? Razona la respuesta.  4.-      Para la reacción SbCl5(g) Á SbCl3(g) + Cl2(g), KC, a la temperatura de 182 ºC, vale 9,32 · 10–2. En un recipiente de 0,40 litros se introducen 0,2 moles de SbCl5 y se eleva la temperatura a 182 ºC hasta que se establece el equilibrio anterior. Calcula: a) la concentración de las especies presentes en el equilibrio; b) la presión de la mezcla gaseosa. (Problema Selectividad Andalucía 1998)  5.-      Calcula los valores de Kc y Kp a 250 °C en la reacción de formación del yoduro de hidrógeno, H2(g) + I2(g) Á 2 HI(g). sabiendo que el volumen del recipiente de reacción es de 10 litros y que partiendo de 2 moles de I2 y 4 moles de H2, se han obtenido 3 moles de yoduro de hidrógeno.  6.-      Cuando 30 g de ácido acético CH3COOH, reaccionan con 46 g de etanol CH3CH2OH se forman 36,96 g de acetato de etilo CH3COO–CH2CH3.y una cierta cantidad de agua. Calcula la constante de equilibrio de la reacción de esterificación.  7.-      En un recipiente de 5 L se introducen a 500ºC 3 moles de HI, 2 mol de H2 y 1 mol de I2. Calcula la concentración de las distintas especies en equilibrio si sabemos que la constante del equilibrio 2 HI Á I2 + H2 a dicha temperatura es Kc = 0,025.  8.-      En un recipiente metálico de 2,0 litros se introducen 28 g de N2 y 3,23 g de H2. Se cierra y se clienta a 350 ºC. Una vez alcanzado el equilibrio, se encuentran 5,11 g de NH3. Calcular los valores de KC y KP de la reacción 3 H2(g) + N2(g) Á 2 NH3(g) a dicha temperatura. (Masas atómicas: N=14; H=1)  9.-      En un recipiente cerrado de 400 ml, en el que se ha hecho el vacío, se introducen 2,032 g de yodo y 1,280 g de bromo. Se eleva la temperatura a 150 ºC y se alcanza el equilibrio: Br2(g) + I2(g) Á 2 BrI(g). Calcula: a) las concentraciones molares y la presión total en el equilibrio; b) la composición en volumen de la mezcla gaseosa en el equilibrio; c) KP para este equilibrio a 150 ºC. Datos: KC (150 ºC) = 280 (Problema Selectividad Cantabria 1997).  Cálculo del grado de disociación. 10.-   En un recipiente de 2,0 litros de capacidad se introduce amoniaco a una temperatura de 20 ºC y a la presión de 14,7 atm. A continuación se calienta el recipiente hasta 300 ºC y se aumenta la presión hasta 50 atm. Determina el grado de disociación del amoniaco a dicha presión y temperatura y las concentraciones de las tres sustancias en el equilibrio.  11.-   Una muestra de 2 moles de HI se introduce en un recipiente de 5 litros. Cuando se calienta el sistema hasta una temperatura de 900 K, el HI se disocia según la reacción: 2 HI Á H2 + I2, cuya constante es: KC = 3,8·10‑2. Determina el grado de disociación del HI.  12.-   El tetróxido de dinitrógeno se disocia parcialmente en dióxido de nitrógeno. A 60 ºC y 1,0 atm la densidad de mezcla en equilibrio es de 2,24 g/L. Calcular: a) el grado de disociación del N2O4 en dichas condiciones; b) el grado de disociación a la misma temperatura pero a 10,0 atm.  13.-   A 200ºC y presión de 1 atmósfera, el PCl5 se disocia en PCl3 y Cl2 en 49,5 %. Calcule. a) Kc y Kp; b) El grado disociación a la misma temperatura  pero a 10 atmósferas de presión. c) Explique en función del principio de Le Chatelier si el resultado obtenido en b) le parece correcto. DATOS: Masas atómicas; P = 30,97;  Cl = 35,5; R = 0,082 atm·l·K-1·mol-1. (Problema Selectividad. Madrid Septiembre 1997).  14.-   A 200ºC y 10 atm, el amoniaco contenido en un recipiente se encuentra disociado en sus elementos en un 80 %. Calcule: a) El valor de la presión en el recipiente si la disociación fuese del 50 %, sin variar el volumen ni la temperatura. b) La temperatura que debería alcanzar el recipiente para que la disociación volviera a ser del 80 %, sin variar el volumen ni la presión aplicada en a). (Problema Selectividad. Madrid Septiembre 1999).  15.-   La reacción: CO(g) + H2O(g) Á H2(g) + CO2(g), tiene una constante KC de 8,25 a 900 ºC. En un recipiente de 25 litros se mezclan 10 moles de CO y 5 moles de H2O a 900 ºC. Calcule en el equilibrio: a) Las concentraciones de todos los compuestos; b) La presión total de la mezcla. Datos: R=0,082 atm·l·mol–1·K–1. (Problema Selectividad. Madrid Septiembre 1999: Principio de Le Chatelier. Desplazamientos del equilibrio. 16.-   a) Factores que influyen en la velocidad de una reacción. b) Factores que influyen en el equilibrio químico. Principio de Le Chatelier.  17.-   Dado el proceso en fase gaseosa A + B Á C, a) establece la relación entre las constantes de equilibrio KC y KP; b) si el proceso es endotérmico, ¿qué influencia ejerce sobre el mismo un aumento de temperatura?; c) si el proceso es exotérmico, ¿qué influencia ejerce sobre el mismo un aumento de presión? (Cuestión Selectividad COU Alcalá, 1998).  18.-   En la reacción: 2 H2S (g) + 3 O2 (g) Á 2 H2O (g) + 2 SO2 (g); DH = –1036 kJ, justifica cómo afectarán los siguientes cambios al desplazamiento del equilibrio: a) Aumentar el volumen del recipiente a temperatura constante. b) Extraer SO2.c) Aumentar la temperatura manteniendo el volumen constante.  19.-   Sabiendo que la reacción de disociación del tetróxido de dinitrógeno en dióxido de nitrógeno es exotérmica, explica razonadamente cómo afectará al equilibrio a) un aumento de la presión del recipiente; b) un aumento en la concentración de hidrógeno; c) una disminución de la temperatura.  20.-   La síntesis de amoniaco tiene lugar según la reacción: N2 (g) + 3 H2 (g) Á  2 NH3 (g) DH = –92,4 kJ/mol. Justifica cuales serán las condiciones más favorables de presión y temperatura para obtener el máximo rendimiento. En la industria (proceso Haber) se suele trabajar a unos 450 °C y hasta 1000 atmósferas, utilizando, además, catalizadores; ¿porqué se hace así?  21.-   Para la siguiente reacción en equilibrio: 4 HCl (g) + O2 (g) Á 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g); (DH < 0) Justifica cuál es el efecto sobre la concentración del HCl en el equilibrio en los siguientes casos: a) aumentar [O2]; b) disminuir [H2O]; c) aumentar el volumen; d) reducir la temperatura; e) añadir un gas inerte como He; f) introducir un catalizador.  22.-   El amoniaco se obtiene industrialmente a partir de nitrógeno e hidrógeno, de acuerdo con la siguiente reacción: N2 (g) + 3H2 (g) Á 2NH3 (g); DHº= –92 kJ a) Explique las razones por las que en esta síntesis se utilizan presiones elevadas y temperatura lo más baja posible. b) Razone la necesidad de utilizar catalizadores, ¿ejercen algún efecto sobre el equilibrio? c) Indique cual es la expresión de la constante Kp para dicha reacción. d) A la salida de los reactores, el amoniaco formado ha de separarse, del nitrógeno e hidrógeno no reaccionados. ¿Seria posible realizar dicha separación mediante un filtro? (Cuestión Selectividad. Madrid Septiembre 1998).  23.-   Dada la siguiente reacción: N2(g) + O2 (g) Á 2 NO (g); DH = 90,4 kJ/mol, DG = 86,7kJ/mol. Justifica cuales de las siguientes afirmaciones son ciertas: a) La reacción es espontánea de izquierda a derecha. b) La reacción es exotérmica de derecha a izquierda y un aumento de temperatura desplaza el equilibrio a la derecha. c) El equilibrio se desplaza a la izquierda aumentando su presión. d) Kp = pNO/pN2 pO2  (Cuestión Selectividad. Madrid Previo 1998)  Presión Temperatura 1ª ß Ý 2ª Ý ß 3ª Ý Ý 4ª ß ß 24.-   El dióxido de nitrógeno, de color pardo rojizo, reacciona consigo mismo (se dimeriza) para dar  el tetraóxido de dinitrógeno, gas incoloro. Una mezcla en equilibrio a 0°C es casi incolora y a 100 ºC tiene un color pardo rojizo. a) Escriba el equilibrio químico correspondiente a la reacción de dimerización. b) ¿Es exotérmica o endotérmica la reacción de dimerización? c) ¿Qué ocurrirá si a 100 ºC se aumenta la presión del sistema? d) Escriba la expresión de la constante de equilibrio KP en función del grado de disociación y de la presión total. (Cuestión Selectividad. Madrid Reserva 1998).  25.-   Dado el equilibrio: 4 HCl(g)+ O2(g) Á 2 H2O(g) + 2Cl2(g); DH<0 Razone cual de las cuatro situaciones propuestas en la tabla adjunta daría lugar a un mayor rendimiento en la preparación de cloro. (Cuestión Selectividad. Madrid Previo 1997).  26.-   A partir de la reacción: 4 NH3(g) + 5 O2(g) Á 4 NO(g) + 6 H2O(g): a) Escriba las expresiones de las constantes KC y KP de la reacción; b) Establezca la relación entre los valores de KC y KP de la reacción; c) Razone cómo influiría en el equilibrio un aumento de presión; d) Si se aumentase la concentración de O2, explique en qué sentido se desplazaría el equilibrio ¿Se modificaría la constante de equilibrio? (Cuestión Selectividad. Madrid Junio 1999). Ö 27.-   Se considera el siguiente equilibrio: C(s) + CO2(g) Á 2 CO(g); DH = 119,9 kJ. Contesta razonadamente a las siguientes preguntas: a) ¿Cómo se desplaza el equilibrio al aumentar la cantidad de carbono?; b) ¿y al retirar monóxido de carbono; c) ¿y al disminuir la presión?; d) ¿podrá formarse monóxido de carbono espontáneamente a altas temperaturas? (Cuestión Selectividad. Cantabria Junio 1997).  SOLUCIONES (Equilibrio Químico) 1.-       (1)     2 NO (g) + O2 (g) Á 2 NO2 (g) (2)     2 NO2 (g) Á N2O4  (g) (3)     2 NO + O2 (g) Á N2O4  (g)              [NO2]2               [N2O4]                 [N2O4] KC1 = ––––––––– ; KC2 = –––––– ; KC3 = –––––––––           [NO]2·[O2]              [NO2]2               [NO]2·[O2]                       [NO2]2·[N2O4]        [N2O4]  KC1·KC2 = –––––––––––––– = ––––––––– = KC3                   [NO]2·[O2]·[NO2]2    [NO]2·[O2] 2.-        Equilibrio: 3 H2(g) + N2(g) Á 2 NH3(g)               [NH3]2             [NH3]2 KC = ––––––––– = ––––––––––––– = 0,55    Despejando: [NH3] = 0,01 M           [N2]·[H2]3      0,2 M·(0,10 M)3 3.-        a)      Equilibrio:        2 NOCl (g) Á 2 NO (g) +  Cl2  (g) Conc inic. (M)              2                      0             0 Conc equil. (M)       2(1–0,33)          2·0,33      0,33          [NO]2·[Cl2]    (0,67 M)2·(0,33 M) KC = ––––––––– = ––––––––––––––– = 0,083   M            [NOCl]2             (1,33 M)2 b)     El equilibrio se desplazará hacia la izquierda pues existen menos moles en los reactivos (2) que en los productos (2+1) y según el principio de L’Chatelier al aumentar la presión el equilibrio se desplazará hacia donde se produzca un descenso de la misma, es decir, hacia donde menos moles haya. 4.-        a) Equilibrio:     SbCl5(g) Á SbCl3(g) + Cl2(g) c0(mol/l)             0,2/0,4             0              0 cequil(mol/l)        0,5(1–a)       0,5 a         0,5 a        [SbCl3] ·[Cl2]    0,5 a · 0,5 a         KC = ––––––––– = ––––––––––– = 9,32 · 10–2            [SbCl5]               0,5(1–a) De donde: a = 0,348 [SbCl5] = 0,5 M · (1 – 0,348) = 0,326 M [SbCl3] = 0,5 M · 0,348 = 0,174 M [Cl2] = 0,5 M · 0,348 = 0,174 M b) ctotal = 0,326 M + 0,174 M + 0,174 M = 0,674 M ptotal = ctotal·R·T = 0,674 mol·L–1·0,082 atm·L·mol–1·K–1·455 K ptotal = 25 atm 5.-        Equilibrio:                 H2(g) +   I2(g)  Á   2 HI(g) n0(mol)                           4          2               0    nequil(mol)                     2,5         0,5             3 cequil(mol/l)                 0,25         0,05        0,30              [HI]2                (0,30 M)2 KC = ––––––– = ––––––––––––––– = 7,2          [H2]·[I2]       (0,25 M) ·(0,05 M) KP = KC ·(R·T)Dn = 7,2·(0,082·523)0 = 7,2 6.-        Equilibrio: CH3COOH + CH3CH2OH Á CH3COO–CH2CH3 + H2O n0(mol)    30/60 = 0,5       46/46 = 1                 0                          0 nequil(mol)    0,5 – 0,42       1 – 0,42           36,96/88 = 0,42        0,42 cequil(mol/l)     0,08/V          0,58/V              0,42/V                   0,42/V          [CH3COO–CH2CH3]·[ H2O]    (0,42/V)·(0,42/V) KC = ––––––––––––––––––––––– = –––––––––––––– = 3,80            [CH3COOH]·[CH3CH2OH]    (0,08/V)·(0,58/V) 7.-        Equilibrio:                 2 HI(g)   Á     H2(g)    + I2(g)  c0(mol/l)                      3/5                 2/5            1/5         [H2]0·[I2]0     0,4 · 0,2 Q = –––––––– = ––––––– = 0,22 > KC           ([HI]0)2         (0,6)2 Luego el equilibrio se desplazará hacia la izquierda    cequil(mol/l)               0,6 + 2x       0,4 – x        0,2 – x          [H2]·[I2]      (0,4 – x)·(0,2 – x) KC = ––––––– = –––––––––––––– = 0,025            [HI]2              (0,6 + 2x)2 Resolviendo la ecuación de segundo grado se obtiene que: x = 0,131 [HI] = 0,6 + 2x  = 0,6 + 2 · 0,131 = 0,862 M [H2] =  0,4 – x   = 0,4 – 0,131 = 0,269 M  [I2] =  0,2 – x = 0,2 – 0,131 = 0,069 M  8.-        Equilibrio:          3 H2(g)     +     N2(g)     Á    2 NH3(g) ninic(mol)       3,23/2 = 1,63       28/28 = 1            0 nequil(mol)       1,63 – 0,45         1 – 0,15       5,11/17 = 0,30 cequil(mol/l)         0,588                 0,43                0,15               [NH3]2            (0,15 M)2 KC = ––––––––– = –––––––––––––­–– = 0,257 M–2           [N2]·[H2]3     0,43 M·(0,588 M)3 KP = KC ·(R·T)Dn = 0,257 ·(0,082·623)–2 atm–2 = 9,85·10–5 atm–2 9.-        a) Equilibrio:    Br2(g)       +       I2(g)       Á      2 BrI(g) n0(mol)        1,280/159,8      2,032/253,8              0 c0(mol/l)       0,0080/0,4         0,0080/0,4              0 cequil(mol/l)      0,020 – x            0,020 – x           2x            [BrI]2            4x2 KC = ––––––– = ––––––––– = 280 Þ x1 = 0,0179; x2 = 0,0227          [Br2]·[I2]     (0,020 – x)2 [Br2] = 0,020 M – 0,0179 M = 0,0021 M [I2] = 0,020 M – 0,0179 M = 0,0021 M [BrI] = 2 · 0,0179 M = 0,0358 M ctotal = 0,0021 M + 0,0021 M + 0,0358 M = 0,040 M ptotal = ctotal ·R·T = 0,040 · 0,082 · 423 atm = 1,39 atm b)                    V(Br2)            [Br2]            0,0021 M       %vol(Br2) = ––––– · 100 = ––– · 100 = –––––––– · 100 = 5,25 %                                                                     Vtotal                      ctotal               0,04 M Análogamente:  %vol(I2) =  5,25 %  y %vol(BrI) =  89,5 % c) KP = KC ·(R·T)Dn = 280 ·(0,082·423)0 = 280 10.-                   n0(NH3)        p           14,7 [NH3]0 =  ––––––– = –––– = ––––––––– mol/l = 0,612 M                     V             R·T    0,082 · 293 Equilibrio:          2 NH3(g)      Á           3 H2(g)       +      N2(g)     c0(mol/l)             0,612                               0                         0 cequil(mol/l)      0,612 (1–a)                   0,612· 3a/2        0,612·a/2 cTOTAL = 0,612 (1–a) + 0,612· 3a/2 + 0,612·a/2 = 0,612 (1 + a)                   nTOTAL       p            50 cTOTAL =  ––––––– = –––– = ––––––––– mol/l = 1,064 M                     V           R·T      0,082 · 573 Igualando ambas expresiones:  1,064 M = 0,612 (1 + a) se obtiene que: a = 0,739         [NH3] = 0,612 M · (1 – 0,739) = 0,160 M [H2] = 0,612 M · 3·0,739/2= 0,678 M [N2] = 0,612 M · 0,739/2= 0,226 M 11.-     Equilibrio:        2 HI(g)    Á     H2(g)    +    I2(g)  c0(mol/l)             2/5                   0               0 cequil(mol/l)   0,4 (1–a)      0,4· a/2           0,4·a/2         [H2]·[I2]    (0,4 · a/2)2     0,1 a2 KC = –––––– = ––––––––– = –––––– = 0,038           [HI]2       0,4 (1–a)        1–a Resolviendo la ecuación de segundo grado se obtiene que: a = 0,455          12.-     a) Equilibrio:       N2O4(g)   Á   2 NO2(g) n0(mol)                       n0                0 nequil(mol)              n0 (1–a)       2 n0 a nTOTAL = n0 (1–a) +  2 n0 a = n0 (1+a)                                                              m p·V = nTOTAL·R·T = n0 (1 + a)·R·T = –––––– · (1+a)·R·T                                                           M(N2O4)      p·M(N2O4)              1,0 · 92 a = ––––––––– – 1 = –––––––––––––– – 1 = 0,5 ya que la masa se conserva aunque se disocie.        (m/V) ·R·T          2,24 · 0,082 · 333 b) Primero calcularemos KP a partir de los datos anteriores, para lo cual necesitamos conocer las presiones parciales de cada gas:                 n0 (1–a)         1–a           0,5 p(N2O4) = ––––––– · p = –––– · p = ––– · 1 atm = 0,33 atm                   n0 (1+a)         1+a           1,5                  2 n0 a            2a            1 p(NO2) = ––––––– · p = –––– · p = ––– · 1 atm = 0,67 atm                 n0 (1+a)          1+a          1,5          p(NO2)2     (0,67 atm) 2 KP = ––––––– = ––––––––– = 1,33 atm          p(N2O4)        0,33 atm          p(NO2)2      [(2a/1+a)·p] 2   4a2 KP = ––––––– = ––––––––––– = –––– · 10 atm = 1,33 atm          p(N2O4)      (1–a/1+a)·p     1­–a2 Despejando se obtiene que: a = 0,18 13.-     a) Equilibrio:       PCl5(g)   Á   PCl3(g)  +   Cl2(g) c0(mol/l)                 c0                    0                  0 cequil(mol)           c0(1–a)            c0·a             c0·a  0,505 c0         0,495 c0       0,495 c0 ctotal = c0 (1+a) = 1,495 c0              ptotal            1 ctotal =  –––– = –––––­­­­­­­­–––– M = 2,58·10–2 M              R·T     0,082 · 473        ctotal        2,58·10–2 M c0 = ––––– = ––––––––––– = 1,72·10–2 M        1,495          1,495 [PCl5] = 0,505 · 1,72·10–2 M = 8,7·10–3 M [PCl3] = 0,495 · 1,72·10–2 M = 8,5·10–3 M [Cl2]  = 0,495 · 1,72·10–2 M = 8,5·10–3 M          [PCl3]·[Cl2]    (8,5·10–3 M)2 KC = ––––––––– = –––––––––­­– = 8,4·10–3 M              [PCl5]          8,7·10–3 M KP = KC ·(R·T)Dn = 8,4·10–3·(0,082·473)1 = 0,325 atm b)             1–a                                             a p(PCl5) = –––– ptotal ; p(PCl3) = p(Cl2) = –––– ptotal                 1+a                                         1+a                     p(PCl3) · p(Cl2)            a2 0,325 atm = –––––––––––– = ––––––––– · 10 atm                           p(PCl5)          (1–a)·(1+a) Despejando “a” queda: a = 0,177 c) Es lógico que al aumentar la presión el equilibrio se desplace hacia donde menos moles gaseosos haya con objeto de compensar dicho aumento (en este caso hacia la izquierda) lo que conlleva una menor disociación. 14.-              ntotal      ptotal        10 ctotal =  ––––= –––– = ––––––––– mol/l = 0,258 M               V       R·T     0,082 · 473 Equilibrio:          2 NH3(g)      Á           3 H2(g)       +      N2(g)     n0(mol)                 n0                                   0                         0 nquil(mol)           n0 (1–a)                       n0· 3a/2              n0·a/2                           0,2 n0                            1,2 n0                 0,4 n0 ntotal = n0 (1–a) + n0· 3a/2 + n0·a/2 = n0 (1+a) = 1,8 n0          (1,2/1,8)3·(0,4/1,8) KP = ––––––––––––––– · (10 atm)2 = 106,7 atm2               (0,2/1,8)2 a) nquil(mol)        n0 (1–a)                      n0· 3a/2              n0·a/2                             0,5 n0                            0,75 n0           0,25 n0                     (0,75/1,5)3·(0,25/1,5) 106,7 atm2 = –––––––––––––––­–– · ptotal2  = 0,167 ptotal2                              (0,5/1,5)2 De donde: ptotal = 25,3 atm b) Si “a” vuelve a ser 0,8 “ctotal” volverá a valer 0,258 M ya que no ha cambiado el volumen, y por tanto, tampoco la concentración inicial del amoniaco.            ntotal      ptotal        25,3  ctotal =  ––––= –––– = ––––––––– mol/l = 0,258 M               V       R·T     0,082 · T                        De donde T = 1196 K 15.-     a) Equilibrio:  CO(g)  +  H2O(g)  Á  H2(g)  + CO2(g) n0(mol)            10               5                  0              0 nquil(mol)     10 – x         5 – x               x              x cquil(mol/l)  (10–x)/25 (5–x)/25            x/25         x/25                (x/25)·( x/25)                   x2 KC = –––––––––––––––­–– = –––––––––– = 8,25 Þ x1 = 4,54; x2 = 12,5          [(10–x)/25]·[(5–x)/25]    (10–x)·(5–x) [CO] = [(10–4,54)/25] M = 0,2184 M [H2O]  = [(5–4,54)/25] M = 0,0184 M [H2] = (4,54/25) M = 0,1816 M [CO2] = (4,54/25) M = 0,1816 M b) ctotal = 0,2184 M + 0,0184 M +  0,1816 M + 0,1816 M = 0,600 M ptotal = ctotal·R·T = 0,600 · 0,082 · 1123 atm = 55,25 atm 16.-    a) Temperatura, grado de pulverización de reactivos sólidos o concentración en los reactivos en disolución, presencia de catalizadores.         b) Ver teoría 17.-     a) n(reactivos) = 2; n(productos) = 1; Dn = 1–2 = –1: KP = KC x (RT)–1. b)     Desplazará el equilibrio hacia la derecha, que es hacia donde se consume calor. c)      Desplazará el equilibrio hacia la derecha, que es donde menos moles gaseosos hay. 18.-     2 H2S (g) + 3 O2 (g) Á 2 H2O (g) + 2 SO2 (g); DH = –1036 kJ, a)      Al aumentar el volumen disminuirá la presión y se desplazará el equilibrio hacia la izquierda, que es donde mas moles gaseosos hay. b)     Se desplazará el equilibrio hacia la derecha, que para volver a aumentar la concentración de productos. c)      Se desplazará el equilibrio hacia la izquierda, que es hacia donde se consume calor. 19.-     N2O4 (g) Á 2 NO2 (g); DH < 0 a)      Al aumentar la presión y se desplazará el equilibrio hacia la izquierda, que es donde menos moles gaseosos hay. b)     Al no intervenir en la reacción, al no variar las presiones parciales ni de reactivos ni de productos, no afecta al equilibrio, a pesar de que se produce un aumento en la presión total.   c)      Se desplazará el equilibrio hacia la derecha, que es hacia donde se produce calor. 20.-     N2 (g) + 3 H2 (g) Á 2 NH3 (g);  DH = –92,4 kJ/mol Ver teoría. 21.-     a) Al aumentar [O2], por el principio de L’Chatelier, esta concentración tratará de disminuir haciendo disminuir también [HCl], al desplazarse el equilibrio hacia la derecha. b) Al disminuir [H2O], esta concentración tratará de aumentar par que el cociente de reacción vuelva a   haciendo disminuir también [HCl], al desplazarse el equilibrio hacia la derecha. c) Al aumentar el volumen, disminuirá la presión, y la reacción se desplazará hacia donde más moles gaseosos haya para compensar este efecto, es decir, hacia la izquierda (5 frente a 4), con lo que aumentará [HCl]. d) Al reducir la temperatura, la reacción, para compensar, se desplazará hacia donde se desprenda calor, es decir, hacia la derecha en reacciones exotérmicas como ésta, con lo que  disminuirá [HCl]. e) Al añadir un gas inerte, aumentará la presión en el recipiente y por tanto, la reacción, para compensar, se desplazará hacia donde menos moles gaseosos hay, es decir, hacia la derecha, con lo que  disminuirá [HCl]. f) Al añadir un catalizador, sólo afectará a la velocidad de la reacción, pero no al equilibrio, con lo cual no variará la [HCl] en éste. 22.-     a) Por el principio de L’Chatelier, se usan presiones elevadas, pues al aumentar la presión conseguimos que el equilibrio se desplace hacia donde menos moles gaseosos haya, es decir, hacia una mayor formación de NH3, que es de lo que se trata. b) El uso de catalizadores permite conseguir el equilibrio mucho más rápidamente, si bien no afectan al equilibrio en sí, es decir, no modifican a. c) d) Con un filtro simple no conseguiremos separar el NH3 ya que se trata de un gas, al igual que el N2 y el H2. En el método de Haber de obtención de amoniaco se enfría la mezcla de gases para que el amoniaco se licue y poder así separarlo de los gases de los que procede. 23.-    a) FALSO, ya que si DG > 0, la reacción es no espontánea en el sentido en el que está escrita. b) VERDADERO, ya que si DH > 0, la reacción es endotérmica en el sentido en el que está escrita, es decir, será exotérmica de derecha a izquierda. Un aumento de temperatura, según el principio de L’Chatelier,  desplazará el equilibrio hacia donde se consuma calor, es decir hacia la derecha en las reacciones endotérmicas. c) FALSO. En esta reacción en donde el número de moles gaseosos es igual en reactivos y productos (1 mol de N2 + 1 mol de O2 frente a 2 moles de NO), el equilibrio no se ve afectado por una variación de presión. d) FALSO. La expresión correcta es: 24.-    a) 2 NO2(g) Á N2O4(g). b) La reacción será exotérmica, ya que al aumentar la temperatura, la mezcla se hace más parda, es decir, más rica en NO2, desplazándose el equilibrio hacia la izquierda que es hacia donde se consume calor. c) El recipiente volverá a perder la coloración parduzca y tornase más incoloro, ya que al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia donde menos moles gaseosos hay, es decir, hacia la derecha, formándose una mayor cantidad de  N2O4, que es incoloro. d) reacción:       2 NO2(g) Á  N2O4(g).     n0 (mol)             0                n0      neq (mol)         2 n0 a         n0(1–a)             nT  = 2 n0 a + n0 – n0a = n0 + n0a = n0 (1+a)         25.-    Equilibrio:  4 HCl(g)+ O2(g) Á 2 H2O(g) + 2Cl2(g); DH<0. A esta reacción le vendrá bien una presión alta, para desplazar el equilibrio hacia donde menos moles gaseosos hay, es decir, hacia la formación de cloro (2+2 < 4+1). Por otro lado, la reacción, al ser exotérmica se verá desplazada a la derecha a temperaturas bajas, produciendo al reaccionar los reactivos un aumento de ésta, que compense su disminución. Por tanto, la opción correcta es la 2ª. 26.-    Õ 4 NH3(g) + 5 O2(g) Á 4 NO(g) + 6 H2O(g):           a) ;        b) Þ c) Un aumento de presión, hace que el equilibrio se desplace hacia donde menos moles gaseosos haya, es decir, hacia la izquierda en este caso (5+4 < 4+6). d) Al aumentar [O2] disminuiría el cociente de la reacción y Q se haría menor que KC. Como  KC no variaría, tendría que disminuir el denominador en el cociente y aumentar en numerador, lo que obligaría a gastar tanto O2 como NH3, con o cual el equilibrio se desplazaría hacia la derecha. 27.-    4 C(s) + CO2(g) Á 2 CO(g); DH = 119,9 kJ: a) La cantidad de C no influye en el equilibrio puesto que se trata de un sólido cuya concentración es constante y que ya está incluida en KC. b) Al retirar CO hacemos que disminuya el numerador con lo que Q se haría menor que KC. Para encontrar el equilibrio nuevamente debe aumentar de nuevo [CO], por lo cual el equilibrio debe desplazarse hacia la derecha. c) Un aumento de presión, hace que el equilibrio se desplace hacia donde menos moles gaseosos haya, es decir, hacia la izquierda en este caso (1 < 2). d) A temperaturas elevadas se favorece la reacción en el sentido en el que se consume calor, es decir, hacia la derecha en las reacciones endotérmicas, como la de este caso. Por tanto, sí se verá favorecido la formación de CO a altas temperaturas. PORTADA