Problemas Resueltos de Principios del Equilibrio Químico PDF

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Problemas Resueltos de Principios del Equilibrio Químico....

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Principios del equilibrio químico Aplicación de la ley de Le Chatelier 1. Indique el efecto de la adición de H2(g) a una mezcla en equilibrio a volumen constante de N2, H2 y NH3 N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) 2. ¿Cuál es el efecto de añadir O2(g) cuando la reacción 2 CO(g) + O2(g) ↔ 2 CO2(g) está en equilibrio a volumen constante? 3. La calcinación de la caliza, CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g), es el proceso comercial para obtener cal viva, CaO(s). Una vez establecido el equilibrio en un recipiente a volumen y temperatura constantes, ¿qué efecto causará en las cantidades de los materiales en equilibrio la adición de a) CaO(s); b) CO2(g) c) CaCO3(s)? 4. Una mezcla de N2(g), H2(g) y NH3(g) en equilibrio se traslada desde un matraz de 1,50 L a otro de 5,0 L ¿En qué sentido ocurrirá el cambio neto al restablecerse el equilibrio? N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) 5. La reacción N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) está en equilibrio en una botella de 3,00 L ¿Cómo se modificarían las concentraciones de N2O4(g) y NO2(g) si la presión se duplicase, es decir, si el volumen de la botella disminuyese hasta 1,5 L? 6. ¿Cómo se modifica la cantidad de H2(g) producido en el equilibrio de la reacción de desplazamiento agua-gas al cambiar la presión total del gas o el volumen del sistema. Razone la respuesta. CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) 7. Considere la reacción 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g) ΔH0 = - 197,8 kJ ¿Cuándo será mayor la cantidad de SO3(g) formado a partir de unas determinadas cantidades de SO2(g) y O2(g), a temperaturas altas o bajas? 8. La reacción N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) tiene ΔH0 = + 57,2 kJ. ¿Cuándo será mayor la cantidad de NO2(g) formado a partir del N2O4(g) , a temperaturas altas o bajas? 9. La entalpía de formación del NH3 es ΔH0 f[NH3(g)] = - 46,11 kJ/mol NH3. ¿A qué temperatura será mayor la concentración del NH3 en equilibrio en una mezcla con sus elementos a – 100 o a 300 ºC? razone la respuesta

Problemas de equilibrio químico 10. Estas concentraciones de equilibrio se miden en la reacción CO(g) + 2 H2(g) ↔ CH3OH(g) a 483 ºK: [CO] = 1,03 M y [CH3OH] = 1,56 M. ¿Cuál es la concentración de equilibrio del H2? Kc = 14,5 11. En otro experimento con la reacción del problema anterior se encontraron en el equilibrio concentraciones iguales de CH3OH y CO ¿Cuál debe ser la concentración de equilibrio del H2? 12. A cierta temperatura Kc = 1,8 x104 para la reacción N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2NH3(g). Si las concentraciones de equilibrio de N2 y NH3 son 0,015 y 2,00 M respectivamente, ¿Cuál es la concentración de equilibrio del H2? 13. A continuación se da el valor de Kc a 298 ºK para la síntesis de NH3(g) a partir de sus elementos N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) Kc = 3,6 x 108 ¿Cuál es el valor de Kc a 298 ºK para la siguiente reacción? NH3(g) ↔ ½ N2(g) + 3/2 H2(g) 14. Utilizar los datos del problema anterior para determinar el valor de Kc a 298 ºK para la reacción 1/3 N2(g) + H2(g) ↔ 2/3 NH3(g) 15. Para la reacción NO(g) + ½ O2(g) ↔ NO2(g) a 184 ºC, Kc = 7,5 x 102 ¿Cuál es el valor de Kc a 184 ºC para la reacción 2 NO2(g) ↔ 2 NO(g) + O2(g)? 16. Complete el cálculo de Kp para la reacción 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g) 2,8 x 102 a 1000 ºK

Kc =

17. Para la reacción 2 NH3 ↔ N2(g) + 3 H2(g) a 298 ºK, Kc = 2,8 x 10-9 ¿Cuál es el valor de Kp para esta reacción? 18. A 1065 ºC, para la reacción 2 H2S(g) ↔ 2 H2(g) + S2(g), Kp = 1,2 x 10-2 ¿Cuál es el valor de Kc para la reacción H2(g) + ½ S2(g) ↔ H2S(g) a 1065 ºC? 19. Para la reacción CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) Kc = 1,00 a aproximadamente 1100 ºK. Se reúnen las siguientes cantidades de sustancia y se hacen reaccionar a 1100 ºK: 1,00 mol de CO, 1,00 mol de H2O, 2,00 mol de CO2 y 2,00 mol de H2. Cuando se alcanza el equilibrio y en comparación con las cantidades iniciales, ¿de qué sustancias habrá una cantidad mayor y de cuáles una cantidad menor? 20. En el ejemplo anterior se mezclan masas iguales de CO, H2O, CO2 y H2 a una temperatura de 1100 K. Cuando se alcanza el equilibrio, ¿qué sustancia o sustancias estarán presentes en cantidades mayores que las iniciales y cuáles estarán en cantidades menores? 21. Para la reacción PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g), Kc = 0,0454 a 261 ºC. Si se llena un recipiente con estos gases de manera que las concentraciones iniciales sean [PCl3] = 0,50 M, [Cl2] = 0,20 M y [PCl5] = 4,50 M, ¿en qué sentido tendrá lugar la reacción?

22. El tetróxido de dinitrogeno, N2O4, es un componente importante en la combustión de cohetes. A 25 ºC, el N2O4 es un gas incoloro que se disocia parcialmente en NO2. El equilibrio se establece según la reacción N2O4(g) ↔ 2 NO2(g). Las cantidades que hay de los dos gases en un recipiente de 3,00 L son 7,64 g de N2O4 y 1,56 g de NO2 ¿Cuál es el valor de Kc para esta reacción? 23. Se establece el equilibrio para la reacción 2 H2S(g) ↔ 2 H2(g) + S2(g), encontrándose que, a 1405 K y en un matraz de 3,00 L hay 0,11 mol de S2(g), 0,22 mol de H2(g) y 2,78 mol de H2S(g) ¿Cuál es el valor de Kc para esta reacción? 24. En el equilibrio a 25 ºC para la reacción N2O4(g) ↔ 2 NO2(g), Kc = 4,61 x 10-3. Si [NO2] = 0,0236 M en un matraz de 2,26 L ¿cuántos gramos de N2O4 hay también presentes? 25. Cuando se introduce una muestra de 0,020 mol de SO3 en un recipiente de 1,52 L a 900 K en el que se ha hecho el vacío, se encuentra que en el equilibrio hay presentes 0,0142 mol de SO3 ¿Cuál es el valor de Kp para la disociación de SO3(g) a 900 K? 2 SO3(g) ↔ 2 SO2(g) + O2(g) 26. Para la ecuación de reacción N2(g) + O2(g) ↔ 2 NO(g) realizada a 2200 ºK, la concentración de cada una de las especies es [N2] = 2,4 x 10-2 M [O2] = 6,31 x 10-2 M y [NO] = 1,15 x 10-3 M a) Calcular Keq para el equilibrio señalado b) Calcular la constante para el equilibrio 2 NO(g) ↔ N2(g) + O2(g) c) Calcular la constante para el equilibrio 1/2N2(g) + 1/2O2(g) ↔ NO(g) 27. Un recipiente de 5,0 L, en el que previamente se ha hecho el vacío, se llena con 1,86 mol de NOBr. Después de alacanzarse el equilibrio a 25 ºC, se encuentra que hay 0,082 mol de Br2. Determine Kc y Kp para la reacción 2 NOBr(g) ↔ 2 NO(g) + Br2(g) 28. Se introducen en un matraz de 1,52 L, en el que previamente se ha hecho el vacío, 0,100 mol de SO2 y 0,100 mol de O2 a 900 K. Cuando se alcanza el equilibrio, se encuentra que hay 0.0916 mol de SO3. Utilice estos datos para determinar Kp para la reacción 2 SO3(g) ↔ 2 SO2(g) + O2(g) 29. El hidrogeno sulfuro de amonio, NH4HS(s), utilizado en el revelado de fotografías, es inestable y se descompone a temperatura ambiente NH4HS(s) ↔ NH3 + H2S(g) Kp(atm) = 0,108 a 25 ºC. Se introduce una muestra de NH4HS(s) en un recipiente a 25 ºC, en el que se ha hecho el vacío. ¿Cuál es la presión total del gas en el equilibrio? 30. El hidrogeno carbonato de sodio (bicarbonato de sodio) se descompone a temperaturas altas cuando este compuesto se utiliza en la cocción de alimentos en hornos y es una de las fuentes de CO2(g) 2 NaHCO3(s) ↔ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) Kp(atm) = 0,231 a 100 ºC. ¿Cuál es la presión parcial del CO2(g) cuando este equilibrio se alcanza comenzando con NaHCO3(s)? 31. Se deja que una muestra de 0,024 mol de N2O4(g) alcance el equilibrio con NO2(g) en un matraz de 0,372 L a 25 ºC. Calcule la cantidad de N2O4 presente en el equilibrio N2O4(g) ↔ 2 NO2(g), Kc = 4,61 x 10-3 a 25 ºC.

32. Si se introducen 0,15 mol de H2(g) y 0,20 mol de I2 en un matraz aforado de 15 L a 445 ºC y se deja que alcance el equilibrio ¿cuántos moles de IH(g) habrá? H2(g) + I2(g) ↔ 2 IH(g) Kc = 50,2 a 445 ºC. 33. Suponga que la mezcla en equilibrio del problema 30 se transfiere a un matraz de 10 L a) ¿aumentará o disminuirá la cantidad de N2O4 en el equilibrio? b) Calcule el número de moles de N2O4 en el nuevo equilibrio. 34. Se añade plata sólida a una disolución con las siguientes concentraciones iniciales: [Ag+] = 0,20 M, [Fe2+] = 0,10 M y [Fe3+] = 0,30 M. Tiene lugar la siguiente reacción reversible Ag+(aq) + Fe2+(aq) ↔ Ag(s) + Fe3+(aq) Kc = 2,98 ¿Cuáles son las concentraciones de los iones cuando se establece el equilibrio? 35. Se añade un exceso de Ag(s) a una disolución 1,20 M de Fe3+. Sabiendo que Ag+(aq) + Fe2+(aq) ↔ Ag(s) + Fe3+(aq) Kc = 2,98 ¿Cuáles son las concentraciones de equilibrio de las especies en disolución? 36. Se prepara una disolución con [V3+] = [Cr 2+] = 0,010 M y [V2+] = [Cr3+] = 0,150 M. Tiene lugar la siguiente reacción V3+(aq) + Cr2+(aq) ↔ V2+(aq) + Cr3+(aq) Kc = 7,2 x 102 ¿Cuáles son las concentraciones de los iones cuando se establece el equilibrio?...