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Guia de ejercicios. Tema: Equilibrio

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Agregado: 10 de OCTUBRE de 2002 (Por ) | Palabras: 1969 | Votar! |
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Categoría: Apuntes y Monografías > Química >
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    COLEGIO NACIONAL DE BUENOS AIRES

    GUIA DE EJERCICIOS TEMA"EQUILIBRIO"

    1.- Dadas las siguientes ecuaciones de equilibrio y los valores de sus

    respectivas constantes, ordenarlas segn su tendencia creciente a

    producirse, justificar:

    a) N2 (g) + O2 (g) === 2 NO (g) K = 5,0.10-31

    b) H2 (g) + Cl2 (g) === 2 HCl (g) K = 3,2.1016

    c) 2 HF (g) === H2 (g) + F2 (g) K = 1,0.10-13

    d) 2 H2 (g) + O2 (g) === 2 H2O (g) K = 1,7.1027

    e) 2 NOCl (g) === 2 NO (g) + Cl2 (g) K = 4,7.10-4

    2.- En un recipiente cerrado se disocia fosgeno (COCl2) a elevada tem- peraturas de acuerdo con la siguiente ecuacin:

    COCl2 (g) === CO (g) + Cl2 (g) H > 0

    Indicar qu efecto tendr sobre el equilibrio:

    a) agregar de Cl2.

    b) reducir el volumen del recipiente.

    c) retirar COCl2.

    d) enfriar el sistema.

    3.- En un recipiente vaco se colocan igual nmero de moles de A que de B, los que reaccionan de acuerdo con la siguiente ecuacin hasta alcanzar el equilibrio:

    2 A (l) + B (l) === 2 C (l) + 2 D (l)

    Indicar si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas.

    Justificar.

    a) [C] = [A].

    b) [B] = [A].

    c) [C] < [D].

    d) [A] + [B] > [C] + [D].

    4.- En un recipiente evacuado se colocan PCl3 (g) y Cl2 (g) que reac-

    cionan de acuerdo con la siguiente ecuacin:

    PCl3 (g) + Cl2 (g) ==== PCl5 (g)

    El equilibrio se establece cuando las concentraciones molares son [PCl3]= 0,55 M, [Cl2]= 0,05 M y [PCl5]= 0,95 M.

    Calcular las concentraciones iniciales de PCl3 y Cl2.

    Rta.: [PCl3]= 1,5 M y [Cl2]= 1,0 M.-

    5.- A temperatura ambiente se hacen reaccionar 2 moles de etanol (C2H5OH) con 2 moles de etanoico (CH3COOH) para dar etanoato de

    etilo (CH3COOC2H5) y agua utilizando como catalizador cido sul- frico, de acuerdo con la siguiente ecuacin representativa:


    C2H5OH (l) + CH3COOH (l) === CH3COOC2H5 (l) + H2O (l)

    En el equilibrio la mezcla contiene 1,33 moles de etanoato de etilo y 1,33 moles de agua.

    a) Cul es el valor de la constante de equilibrio?

    b) Cuntos moles de etanoato de etilo se obtienen cuando se mezclan 3,5 moles de etanol con 1,5 moles de etanoico en las

    mismas condiciones?

    Rta.: a) 4; b) 1,31 moles.-

    6.- Se introducen en un recipiente de 100 dm3 de capacidad 2 moles de

    I2 y 6 g de H2. Se calienta el sistema hasta 448C alcanzndose el equilibrio representado por la siguiente ecuacin:

    H2 (g) + I2 (g) === 2 HI (g) Kc= 50 (a 448C)

    Calcular:

    a) las masas de H2, I2 y HI en el equilibrio.

    b) la presin parcial de cada gas en el equilibrio.

    c) Kp: i.- a partir de las presiones parciales.

    ii.- a partir de Kc.

    Rta.: a) 2,42g H2; 53,3g I2 y 457,88g HI.

    b) 0,715 atm H2; 0,124 atm I2 y 2,12 atm HI.

    c) i.- 50,69; ii.- 50.-

    7.- 5 moles de PCl5 se calientan a 230C en un recipiente de 50 dm3 segn el equilibrio:

    PCl5 (g) === PCl3 (g) + Cl2 (g) Kc= 0,02 M (a 230C)

    Calcular:

    a) La concentracin de cada componente en el equilibrio.

    b) La presin parcial de PCl3.

    c) Kp, comparar con el valor hallado a partir de Kc.

    Rta.: a) [PCl5]= 0,064 M; [PCl3] = [Cl2] = 0,036 M.

    b) 1,48 atm de PCl3.

    c) Kp= 0,825 atm.-

    8.- A 27C el valor de Kc= 0,5 M-1 para el equilibrio representado por la ecuacin:

    A (g) + B (g) === AB (g)

    Se introducen 1,5 moles de A y 1,5 moles de B en un recipiente de

    15 dm3. Calcular:

    a) los moles de A, B y AB en el equilibrio.

    b) la presin parcial de cada gas.

    c) Kp.

    Rta.: a) nA = nB = 1,432 moles; nAB= 0,068 moles.

    b) PA = PB = 2,348 atm; PAB= 0,112 atm

    c) Kp = 0,0203 atm-1.-

    9.- En un recipiente se introducen 2 g de COCl2 (g) en las siguientes condiciones 900C y 0,85 atm de presin total disocindose segn:

    COCl2 (g) === CO (g) + Cl2 (g) Kp= 1,65 atm (a 900C)


    Calcular el volumen del recipiente.

    Rta.: 4,1 dm3.-

    10.- En un recipiente de 1 dm3 se tiene un sistema formado por:

    SO2 (g) + NO2 (g) === SO3 (g) + NO (g)

    En el equilibrio las concentraciones molares son: [SO2]= 0,3 M;

    [NO2]= 0,1 M; [SO3]= 0,4 M y [NO]= 0,15 M

    Calcular los moles de NO2 que debern aadirse al recipiente pa-

    ra aumentar la concentracin de NO a 0,25 M.

    Rta.: 0,3125 moles.-

    11.- En un recipiente de 1 dm3 se encuentran 2 moles de R, 1 moles de T y 6 moles de W en equilibrio. La ecuacin correspondiente es:

    R (g) + T (g) === W (g)

    Calcular la [W] cuando se agregan al sistema 10 moles de R.

    Rta.: 6,87 M.-

    12.- La reaccin representada por la siguiente ecuacin:

    A (g) + B (g) === 2 C (g)

    ocurre en un reactor de 10 dm3 a 100 atm y 500C. En el equilibrio las concentraciones son [A] = [B] = 2,5 M y [C]= 5 M.

    Se retiran 30 moles de C. Calcular [A], [B] y [C] una vez alcanza- do el nuevo equilibrio.

    Rta.: [A] = [B] = 1,75 M; [C]= 3,5 M.-

    13.- Un recipiente de 2 dm3 contiene 0,05 mol de PCl3, 0,05 mol de Cl2

    y 0,1 mol de PCl5 en equilibrio a 300C.

    a) Escribir la ecuacin de equilibrio correspondiente.

    b) Hallar: i.- Kc.

    ii.- la presin de la mezcla gaseosa.

    iii.- la composicin de la mezcla gaseosa si a tempera- tura constante se duplica el volumen.

    iv.- la presin de la mezcla en las nuevas condiciones.

    Rta.: i.- 0,0125 M. ii.- 4,7 atm.

    iii.- 0,085 moles PCl5 y 0,065 moles PCl3 y Cl2. iv.- 2,53 atm.-

    14.- Se introducen en un recipiente de 100 dm3 11,6 moles de L; 4 moles de M; 2 moles de D y 1,2 moles de E. La ecuacin correspondiente

    al equilibrio es:

    D (l) + 2 E (l) === L (l) + M (l) Kc= 0,67

    a) Indicar si el sistema se encuentra en equilibrio. Justificar.

    b) En caso contrario, en qu sentido evoluciona? Justificar.

    15.- En un recipiente hermtico de 50 dm3 se mezclan 1 mol de H2O y

    1 mol de CO a 1000C. Al cabo de unos das se analiza la mezcla y se observa que est compuesta por 0,43 moles de H2 y 0,43 moles de


    de CO2 en equilibrio con el H2O y el CO, segn:

    CO (g) + H2O (g) === CO2 (g) + H2 (g)

    Se repite la experiencia en las mismas condiciones y en el mismo recipiente, pero utilizando un catalizador que aumenta 1000 veces

    la velocidad de la reaccin y partiendo de una mezcla formada por 0,5 moles de CO, 0,5 moles de H2O, 0,5 moles de CO2 y 0,5 mol H2.

    a) Explicar la influencia del catalizador.

    b) Verificar que el sistema no se encuentra en equilibrio.

    c) Calcular las concentraciones de todas las especies una vez al- canzado el equilibrio.

    Rta.: [CO] = [H2O] = 0,0114 M; [CO2] = [H2] = 0,0086 M.-

    16.- Cuando se introducen 2 moles de R en un recipiente vaco de 5 dm3

    de capacidad a 55C, el 30% de la sustancia se descompone segn:

    R (g) === M (g) + N (g)

    Calcular:

    a) las concentraciones de los gases en el equilibrio.

    b) Kp por ambos mtodos.

    Rta.: a) [M] = [N] = 0,12 M; [R]= 0,28 M.

    b) Kp = 1,383 atm.-

    17.- El N2O4 se disocia trmicamente segn:

    N2O4 (g) === 2 NO2 (g)

    El grado de disociacin trmica (à) para el N2O4 a 27C y 76 mm Hg

    es del 54%. Calcular:

    a) la presin parcial de cada gas en el equilibrio.

    b) Kp.

    Rta.: a) 0,03 atm de N2O4 y 0,07 atm de NO2.

    b) Kp = 0,163 atm.

    18.- En un recipiente vaco se descomponen trmicamente 10 moles de COCl2 a 1000C y 1 atm de presin. En estas condiciones à = 80%. La reaccin ocurre de acuerdo con la siguiente ecuacin:

    COCl2 (g) === CO (g) + Cl2 (g)

    Calcular:

    a) Kp.

    b) El grado de disociacin trmica si a temperatura constante el sistema se expande hasta 0,1 atm.

    c) Comparar el valor obtenido en b) con el valor anterior, anali-

    zar el resultado desde el punto de vista de Le Chatelier.

    Rta.: a) Kp= 1,78 atm; b) à= 0,973.-

    19.- A 817C el valor de Kp= 10 para la reaccin representada por:

    CO2 (g) + C (s) === 2 CO (g)


    En un reactor se introducen 5 moles de CO2, una vez alcanzado el equilibrio:

    a) Cul es el anlisis de los gases (expresado en % v/v) a 817C

    y 5 atm de presin?

    b) Cul es la presin parcial del CO2?

    c) A qu presin total se tendr un anlisis del 8% de CO2 en vo- lumen en la mezcla de gases?

    Rta.: a) 0,732% CO y 0,268% CO2; b) 1,34 atm de CO2

    c) PT= 0,95 atm.-

    20.- El ion sulfuro (S2-) en solucin alcalina reacciona con azufre s- lido para formar iones polisulfuro de frmula S22- ; S32- ; S42- ;

    etc., segn:

    S (s) + S2- (aq) === S22- (aq) K1 = 12

    2 S (s) + S2- (aq) === S32- (aq) K2 = 130

    S (s) + S22- (aq) === S32- (aq) K3 = ?

    Calcular K3.

    Rta.: 10,83.-

    Recopilado y redactado por las Profesoras Andrea L. Lpez y Edith

    M. Bamonte.


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