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Equilibrio químico
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  • 1. RELACIÓN DE EJERCICIOS DE EQUILIBRIO QUÍMICO.1.- Si 1 mol de alcohol etílico se mezcla con 1 mol de ácido acético, a temperatura ambiente, la mezcla en equilibrio contiene 2/3 de molde éster y otro tanto de agua. CH3CH2OH (l) + CH3COOH(l) ⇔ CH3COOCH2CH3 (l) + H2O (l) a)¿Cuál es la constante de equilibrio Kc? b) ¿Cuántos moles de éster hay en el equilibrio cuando se mezclan 3 moles de alcohol con 1 mol de ácido?Todas las sustancias son líquidas a la temperatura de reacción.2.- En un recipiente de 1 litro se mezclan hidrógeno y yodo a 229 ºC. Al establecerse el equilibrio H2(g) + I2 (g) ⇔ 2 HI (g)están presentes estas especies con las siguientes concentraciones: [HI]= 0’49 mol/L; [H2]= 0’08 mol/L y [I2]= 0’06 mol/L. a) Calcule Kc y Kp. b) Si se añaden al sistema anterior 0’30 moles de HI, ¿qué concentración de cada una de las especies habrá cuando se establezca el nuevo equilibrio?3.- Para la siguiente reacción: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)la constante de equilibrio Kc, a 22ºC es 4’66 . 10-3. a) Si se inyectan 0’8 moles de N2O4 en un recipiente cerrado de 1 litro de capacidad, a 22ºC, ¿cuáles serán las concentraciones de ambos gases cuando se alcance el equilibrio? b) ¿Cuáles serán las concentraciones, en el equilibrio, si se reduce el volumen a la mitad y se mantiene constante la temperatura?4.- Para la siguiente reacción: CaCO3 (s) ⇔ CaO (s) + CO2 (g) a) Escriba la expresión de la constante de equilibrio Kc. b) Razone cómo afectará al equilibrio un aumento en la cantidad presente de carbonato de calcio. c) Razone cómo afectará un aumento del volumen del recipiente al equilibrio.5.- Cuando se calienta PCl5 en un recipiente cerrado a 250ºC y 1 atm de presión se disocia el 80 % según la reacción: PCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + PCl3 (g)Calcule: a) Kp . b) El tanto por ciento que se habrá disociado a 2 atm de presión total y 250 ºC.6.- En la síntesis del amoniaco: N2 (g) + 3 H2 (g) ⇔ 2 NH3 (g) ; ∆H = -46 kJ/mol.se recomiendan presiones muy altas y la continua eliminación del amoniaco formado. Justifique, razonadamente, cada una de estasrecomendaciones.7.- Para la reacción de equilibrio: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)¿Cuáles de las siguientes afirmaciones serán ciertas? Justifique las respuestas? a) ∆G = 0 b) Kc = Kp c) ∆S > 08.- La reacción: PCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + PCl3 (g)tiene una constante de equilibrio (Kc) de 0’44 a 260 ºC. Si se introducen 1’5 g de PCl5 en un recipiente de 72 cm3: a) ¿cuál será la composición de equilibrio? b) Si ahora se adicionan 0’066 moles de cloro ¿cuáles serán las nuevas concentraciones de equilibrio?9.- Para la reacción SbCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + SbCl3 (g)Kp, a la temperatura de 182 ºC vale 9’32 . 10-2. En un recipiente de 0’40 litros se introducen 0’2 moles de pentacloruro y se eleva latemperatura a 182 ºC hasta que se establece el equilibrio anterior. Calcule: a) La concentración de las especies presentes en el equilibrio. b) La presión de la mezcla gaseosa.10.-La constante Kc, para la reacción siguiente, vale 0’016 a 800 K: 2 HI (g) ⇔ H2 (g) + I2 (g)En una mezcla en equilibrio a 800 K, calcule: a) Las concentraciones de HI, cuando las de H2 e I2 sean iguales, si la presión del sistema es de 1 atm. b) Las concentraciones de los componentes si se duplica la presión del sistema.11.-Para la reacción: SnO2 (s) + 2 H2 (g) ⇔ 2 H2O (g) + Sn (s)el valor de Kp a la temperatura de 900 K es 1’5 y a 1100 K es 10. Conteste razonadamente, si para conseguir un mayor consumo de SnO2deberán emplearse: a) Temperaturas elevadas. b) Altas presiones. c) Un catalizador.
  • 2. RELACIÓN DE EJERCICIOS DE EQUILIBRIO QUÍMICO.12.- En el proceso en equilibrio: CO (g) + 2 H2 (g) ⇔ CH3OH (l); ∆H >0cuál o cuáles de los siguientes factores aumentarán el rendimiento en la producción de metanol: a) Adición de un catalizador. b) Disminución de la concentración de hidrógeno. c) Aumento de la temperatura.13.- Para la reacción: PCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + PCl3 (g) el valor de Kc a 360ºC, es 0’58.En un recipiente de 25 litros se introducen 2 moles de Cl2, 1’5 moles de PCl3 y 0’15 moles de PCl5. a) Calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio. b) Calcule las presiones parciales de cada una de las especies en el equilibrio.14.- Dado el equilibrio: H2(g) + I2 (g) ⇔ 2 HI (g) ; ∆H >0justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Al aumentar la concentración de hidrógeno el equilibrio no se desplaza porque no puede variar la constante de equilibrio. b) Al aumentar la presión total el equilibrio se desplaza a la izquierda. c) Al aumentar la temperatura el equilibrio no se modifica.15.- En un matraz de 1 litro de capacidad en el que se ha hecho el vacío, se introducen 0’0724 moles de N2O4 y se calienta a 35 ºC. Partedel N2O4 se disocia en NO2: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)Cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 2’17 atm. Calcule: a) El grado de disociación del N2O4. b) La presión parcial del NO2 en el equilibrio y el valor de Kc.16.- A 50 ºC y presión de 1 atm el N2O4 se disocia en un 40 % en NO2, según la reacción: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)Calcule: a) Las constantes de equilibrio Kc y Kp. b) El grado de disociación del N2O4 a la misma temperatura pero a una presión de 10 atm.17.- Para el equilibrio PCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + PCl3 (g) a 250 ºC el valor de Kc es 1’77. En un recipiente de 5 litros se introducen 2’50moles de PCl5, 6’40 moles de PCl3 y 3’20 moles de Cl2, a dicha temperatura. a) Indique, razonadamente, si el sistema se encuentra en equilibrio. b) Calcule la composición del sistema en el equilibrio.18.- Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) El valor de Kc es independiente de cualquier factor que pueda afectar al equilibrio. b) En la reacción en equilibrio: Na2CO3 (s) ⇔ Na2O (s) + CO2(g) el valor de Kp coincide con el de la presión total del sistema. c) Kp y Kc pueden ser iguales en equilibrios entre gases.19.-En un matraz de 5 litros se introducen CaCO3 y se calienta a 1000 K, estableciéndose el equilibrio: CaCO3 (s) ⇔ CaO (s) + CO2 (g) a) ¿Cuántos gramos de CaO se obtienen? b) ¿Qué cantidad de CaCO3 se habrá transformado?Datos: Kc = 4 . 10-2 a 1000 K.20.-En un recipiente cerrado de 2 litros se mezclan igual número de moles de CO y Cl2 a1000 K, estableciéndose el equilibrio CO (g) +Cl2 (g) ⇔ Cl2CO (g) encontrándose que la presión parcial del Cl2CO es de 0’3 atm y la presión total en el recipiente es de 0’5 atm. a) Calcule el valor de Kp. b) ¿Cuáles serán las concentraciones molares de todas las especies en el equilibrio?21.- Justifique en qué sentido se desplaza la reacción: H2 (g) + C2H4 (g) ⇔ C2H6 (g) ; ∆H < 0 y si existe una variación o no de laconstante de equilibrio Kp, en cada uno de los supuestos siguientes: a) Aumenta la presión total. b) Aumenta la temperatura. c) Aumenta la presión parcial de H2.22.- En un recipiente de 2 litros de capacidad se mezclan 0’5 moles de O2 y 0’5 moles de NO2 gaseosos, a 327 ºC. Una vez alcanzado elequilibrio: 2 NO2 (g) ⇔ 2 NO (g) + O2 (g) el número de moles de NO presentes es 0’003. a) Calcule el valor de Kp. b) ¿Cuál es la presión total de la mezcla en equilibrio?
  • 3. RELACIÓN DE EJERCICIOS DE EQUILIBRIO QUÍMICO.23.- A partir de la composición de mezclas gaseosas de I2 y H2 a diferentes temperaturas se han obtenido los siguientes valores de Kppara la reacción: H2(g) + I2 (g) ⇔ 2 HI (g) T (ºC) 340 360 380 400 420 440 460 480 Kp 70’8 66’0 61’9 57’7 53’7 50’5 46’8 43’8 a) Calcule Kc a 400 ºC. b) Justifique por qué esta reacción es exotérmica. c) ¿Variará Kp sise altera la concentración de H2? Razone la respuesta.24.-En un matraz de 1 litro de capacidad se introducen 0’387 moles de nitrógeno y 0’642 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y seestablece el equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g) ⇔ 2 NH3 (g)encontrándose que se han formado 0’06 moles de amoniaco. Calcule: a) La composición de la mezcla gaseoso en equilibrio. b) Kc y Kp a la citada temperatura.25.- Las especies químicas NO, O2 y NO2 se encuentran en equilibrio gaseoso a una determinada temperatura, según la siguiente reacción:2 NO (g) + O2 (g) ⇔ 2 NO2 (g); ∆ H < 0. Justifique en qué sentido se desplazará el equilibrio cuando: a) Se eleva la temperatura. b) Se retira parte del O2. c) Se añade un catalizador.26.- Se añade un número igual de moles de CO y H2O a un recipiente cerrado de 5 L que se encuentra a 327 ºC, estableciéndose elequilibrio: CO (g) + H2O (g) ⇔ CO2 (g) + H2 (g) Una vez alcanzado éste, se encuentra que la concentración de CO2 es 4’6 M y el valor de Kc es 302. a) ¿Cuáles son las concentraciones de CO, H2 y H2O en el equilibrio? b) Calcule la presión total del sistema en el equilibrio.27.-Se establece el siguiente equilibrio: 2 C (s) + O2 (g) ⇔ 2 CO2 (g) ; ∆ Ho = -221 kJ.Razone si la concentración de O2 aumenta, disminuye o permanece invariable: a) Al añadir C (s). b) Al aumentar el volumen del recipiente. c) Al elevar la temperatura.28.-El tetróxido de dinitrógeno se disocia a 27 ºC según la reacción: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g)En un recipiente de 1 litro de capacidad se introducen 15 g de N2O4 y una vez alcanzado el equilibrio la presión total es 4’46 atm. Calcule: a) El grado de disociación y Kp. b) La presión parcial del N2O4 y del NO2 así como Kc.29.-Razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Al añadir un catalizador a una reacción química, la velocidad de reacción se modifica. b) Al añadir un catalizador a un equilibrio químico, éste se desolaza. c) Los catalizadores modifican la entalpía de reacción.30.- A 360 ºC se determina la composición de una mezcla gaseosa que se encuentra en equilibrio en el interior de un matraz de dos litrosde capacidad, encontrándose 0’10 moles de H2, 0’12 moles de I2 y 0’08 moles de HI. Calcule: a) Kc y Kp para la reacción: I2 (g) + H2 (g) ⇔ 2 HI (g). b)La cantidad de hidrógeno que se ha de introducir en el matraz para duplicar el número de moles de HI, manteniendo constante la temperatura.31.- Al calentar, a 448 ºC, yodo con hidrógeno se obtiene una mezcla en equilibrio que es 0’88 M en hidrógeno, 0’02 M en yodo y 0’94 Men yoduro de hidrógeno, según la reacción: I2 (g) + H2 (g) ⇔ 2 HI (g).Calcule: a) Las concentraciones iniciales de yodo e hidrógeno. b) La constante Kp.32.- En la tabla adjunta se recogen los valores, a distintas temperaturas, de la constante del equilibrio químico: 2 SO3 (g) ⇔ 2 SO2 (g) + O2 (g) T (K) 298 400 600 800 1000 Kp 2’82 . 10 -25 1’78 . 10 -16 1’98 . 10 -8 1’29 . 10 -3 2’64 . 10-1
  • 4. RELACIÓN DE EJERCICIOS DE EQUILIBRIO QUÍMICO. a) Justifique si la reacción anterior es endotérmica o exotérmica. b) Explique cómo afecta al equilibrio un aumento de la presión, manteniendo constante la temperatura. c) Calcule, a 298 K , la constante Kp del equilibrio: 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇔ 2 SO3 (g)33.- En un recipiente de 10 litros se introducen 0’60 moles de tetróxido de dinitrógeno a 348’2 K. La presión en el equilibrio es de 2 atm.Calcula para el equilibrio: N2O4 (g) ⇔ 2 NO2 (g) a) El número de moles de cada sustancia en el equilibrio. b) El valor de Kp a esa temperatura.35.- El compuesto NH2CO2NH4 (s) se descompone al calentarlo según la reacción: NH2CO2NH4 (s) ⇔ CO2 (g) + 2NH3 (g)En un recipiente, en el que previamente se ha hecho el vacío, se calienta una cierta cantidad del compuesto sólido y se observa que lapresión total del gas en el equilibrio es de 0’843 atm. a 400 K. a) Calcular Kp y Kc para el equilibrio representado. b) Calcular la cantidad (en moles) del compuesto sólido que quedará sin descomponer si se introduce 1 mol en un recipiente vacío de 1 litro y se calienta hasta 400 K.36.- El yoduro de hidrógeno se descompone según el equilibrio siguiente: 2 HI (g) ⇔ H2 (g) + I2 (g)Dentro de un recipiente cerrado, en equilibrio, hay 0’38 moles de I2(g), 0’08 moles de H2(g) y 1’24 moles de HI (g).Se añaden 0’30 moles de H2(g) y se establece de nuevo el equilibrio.Calcula el número de moles de cada gas en el equilibrio (que se establece después de la adición del hidrógeno)37.- En un matraz vacío se introducen igual número de moles de H2 y N2 que reaccionan según la ecuación : N2 (g) + 3 H2 (g) ⇔ 2 NH3 (g)Justifique si, una vez alcanzado el equilibrio, las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Hay doble número de moles de amoniaco de los que había inicialmente de N2. b) La presión parcial de nitrógeno será mayor que la presión parcial de hidrógeno. c) La presión total será igual a la presión de amoniaco elevada al cuadrado.38.- Al calentar PCl5 (g) a 250 ºC, en un reactor de 1 litro de capacidad, se descompone según: PCl5 (g) ⇔ Cl2 (g) + PCl3 (g)Si una vez alcanzado el equilibrio, el grado de disociación es 0’8 y la presión total es 1 atm, calcule: a) El número de moles de PCl5 iniciales. b) La constante Kp a esa temperatura.39.- Para la reacción: 2 NO (g) → N2 (g) + O2 (g) ; ∆H = - 182 kJ a) La constante de equilibrio, Kc, aumenta al adicionar NO. b) Kc es independiente de la temperatura. c) Una disminución de la temperatura favorece la obtención de N2 (g) y O2 (g).

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