Problemas - IES Legio VII

Problemas
1.
La constante del proceso N2O4 (g)  2 NO2(g), a cierta temperatura es 4,48·10-3. En un recipiente
de 1 litro se introducen 0,50 mol de tetraóxido de dinitrógeno. Calcula la composición final de la
mezcla expresada en gramos
2.
*En un recipiente de 10 litros se introduce una mezcla de 4 moles de N2(g) y 12 moles de H2(g); a)
escribir la reacción de equilibrio; b) si establecido éste se observa que hay 0,92 moles de NH 3(g),
determinar las concentraciones de N2 e H2 en el equilibrio y la constante Kc.
3.
*El amoniaco se obtiene industrialmente a partir de nitrógeno e hidrógeno. Se introducen en un
recipiente 1,0 mol de N2 y 3,2 mol de H2 y se calienta hasta determinada temperatura, observándose
que al alcanzarse el equilibrio existe un total de 3,8 mol entre reactivos y productos.
a. Calcula el número de moles de cada gas en el equilibrio
b. Si el recipiente es de 10litros, calcula el valor de kc a esa temperatura.
Cociente de reacción
4. un recipiente cerrado contiene 0,20 mol de H2, 0,15mol de I2 y 1,8 mol de HI, todos ellos en fase
gaseosa y a 700 K . determina si la mezcla está en equilibrio. Si no es así, predice en que sentido se
desplazará el equilibrio y calcula cuántos moles habrá de las tres sustancias una vez alcanzado el
equilibrio.
dato: a 700 ºC
I2(g) + H2(g)  2HI(g), Kc=54
5.
En un recipiente de 1,5 L se introducen 4,5 moles de HI, 1,5 moles de I 2 y 3 moles de H2. Sometida
la mezcla a una temperatura de 730 K, al cabo de un tiempo se alcanza el equilibrio y la constante
del mismo es igual a Kc= 2,07.10-2. Halla:
a. Las unidades de la constante de equilibrio
b. El valor de la constante inversa
c. La concentración de las distintas especies en el equilibrio.
d. ¿Cómo es el sistema de reacción: abierto o cerrado?
Grado disociación
6. En un recipiente cerrado de 1 L, y a la temperatura de 400ºC, el amoniaco se encuentra disociado en
un 40% en nitrógeno e hidrógeno, siendo la presión total del sistema 710 mmHg. Calcula kp y kc
Resultado: a) Kp = 1,76 10-5, Kp = 0,054.
7.
Una muestra de 0,10 moles de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 litros que, una vez cerrado,
se calienta a 1.500 ºC estableciéndose el siguiente equilibrio:
BrF5 (g)  ½ Br2 (g) + 5/2 F2 (g)
Cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 2,46 atmósferas. Calcule:
a. El grado de disociación del BrF5.
b. El valor de la constante de equilibrio Kc.
Resultado α= 0,35 ; Kc= 4,41·10-5
Sep -2005
8.
En un recipiente de 1 L de capacidad, se introduce amoníaco a una temperatura de 20ºC y a la
presión de 14,7 atm. A continuación, se calienta el recipiente hasta 300ºC y se aumenta la presión
hasta 50 atm. Halla el grado de disociación del amoníaco.
9.
En un matraz de 5 litros se introducen 2 moles de PCl5(g) y 1 mol de de PCl3(g) y se establece el
siguiente equilibrio: PCl5(g) 
PCl3(g) + Cl2(g). Sabiendo que Kc (250 ºC) = 0,042
a. ¿cuáles son las concentraciones de cada sustancia en el equilibrio?;
b. ¿cuál es el grado de disociación?
10. La constante Kc, a 448ºC, para la reacción: 2HI (g)  I2(g) + H2(g) vale 2,0·10-2. Un recipiente
cerrado de 1 litro contiene inicialmente 1,0·10-2 moles de I2 y 1,0·10-2 moles de H2, a 448ºC. Calcula:
a. Los moles de HI (g) presentes en el equilibrio.
b. La presión total en el equilibrio.
c. La presión parcial de cada componente en el equilibrio.
d. El valor de Kp a 448ºC para la reacción
11. El amoniaco a 537 K y presión total de 6 atmósferas está disociado en un 60%. Calcule, en primer
lugar, la constante de equilibrio Kp y, posteriormente, la constante Kc a esta temperatura..
Sol:19,32
Sep- 2008
12. En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 0,92 moles de N 2 y 0,51 moles de O2 .Se calienta la
mezcla hasta 2200 K, estableciéndose el equilibrio: N2 (g) + O2(g) ⇆ 2 NO (g). Teniendo en
cuenta que en estas condiciones reacciona el 1,09 % del nitrógeno inicial, calcula:
a. La concentración de todos los compuestos en el equilibrio a 2200 K.
b. El valor de las constantes de equilibrio Kcy Kp a esa temperatura.
Resultado: a) [N2] = 0,182 M; [O2] = 1 M; [NO] = 0,004 M; b) Kc= Kp= 8,79 · 10-5
13. A la presión total de 100 atm y a una cierta temperatura, el trióxido de azufre está disociado en un
40 % según la reacción: SO3 (g)  SO2 (g) + 1/2O2 (g). Calcula:
a. Las fracciones molares de los gases en el equilibrio.
b. La constante de equilibrio Kp a la temperatura de la experiencia.
Resultado: a)  SO3 0,5;  SO2  0,33;  O2  0,17; b) Kp = 2,72.
14. En un recipiente de 25 L se introducen 2 moles de H2, 1 mol de N2 y 3,2 moles de NH3. Cuando se
alcanza el equilibrio a 400 º C, el número de moles de NH 3 se ha reducido a 1,8. Para la reacción
3 H2 (g) + N2 (g) ⇆ 2 NH3 (g) calcula:
a. El número de moles de H2 y N2 en el equilibrio.
b. Los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp.
Resultado: a) 4,1 moles H2; 1,7 moles N2; b) Kc = 17,3; Kp = 5,67·10-3
15. Para el equilibrio: PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g), la Kp=1,05, a 250ºC. Sabiendo que el volumen
del recipiente son 2,0 litros y que en el equilibrio los moles de PCl 5 y de PCl3 son 0,042 y 0,023,
respectivamente, calcula la presión parcial del cloro en el equilibrio.
16. En un recipiente se introduce cierta cantidad de carbamato amónico, NH4CO2NH2 sólido que se
disocia en amoniaco y dióxido de carbono cuando se evapora a 25ºC. Sabiendo que la constante KP
para el equilibrio NH4CO2NH2(s) 
2 NH3(g) + CO2(g) y a esa temperatura vale 2,3·10-4.
Calcular KC y las presiones parciales en el equilibrio.
17. A 627ºC la kp para la descomposición del etano en eteno e hidrógeno es 0,051. Calcular la fracción
de etano descompuesto en presencia de un catalizador, sabiendo que la presión total en el equilibrio
es de 0,75atm.
Sep-2001 –igual al 13
18. El COCl2 se disocia a 1000K según la reacción
El COCl2(g)

CO (g) + Cl2 (g)
a.
b.
Calcula kp cuando la presión de equilibrio es 1 atm y el porcentaje de disociación es del
49,2% .Sol kp = 0,318
Si la energía estándar del equilibrio de disociación es 73,1kJ, calcule las constantes kc y kp
para el equilibrio anterior a 25ºC
Resultado Kp = 0,32 atm; b) Kp = 1,51 ·10 moles L ; Kc = 6,14 ·10 atm
León-2003
13
1
15
19. Un recipiente de 306 mL contiene a 35ºC una mezcla en equilibrio de 0,384g de NO2 y 1,653g de
N2O4. Determina:
a. La presión en el recipiente y la densidad de la mezcla.
b. El valor de kp y kc para N2O4 (g)

2 NO2(g)
Resultado: P= 2,18atm; d= 6,657g/l; kc= 0.0127
20. La constante de equilibrio Kp para la reacción PCl5 (g)  PCl3 (g) + Cl2 (g) es de 1,05 a la
temperatura de 250 ºC. La reacción se inicia con una mezcla de PCl5, PCl3 y Cl2 cuyas presiones
parciales son 0,177 atm, 0223 atm y 0,111 atm respectivamente. Determina:
a. El valor de Kc a dicha temperatura.
b. Las concentraciones de todas las especies presentes una vez alcanzado el equilibrio.
Resultado: a) Kc = 0,0245 M; b) [PCl5)] = 0,0016 M; [PCl3] = 0,0077 M; [Cl2] = 0,0051 M.
Junio-2012
21. En un recipiente de 1,41 litros de capacidad y a la temperatura de 600 K, se introduce 1g de cada
una de las siguientes especies en estado gaseoso: CO, HO 2 y H2. Calcula una vez alcanzado el
equilibrio y para todas las especies:
a. Los gramos presentes de cada uno de los componentes en la mezcla, al alcanzarse el
equilibrio.
b. La presión total del sistema.
c. ¿Qué opinaría Lavoisier si hubiera tenido la ocasión de resolver este problema?
DATOS: CO (g) + H2O (g)  CO2 (g) + H2 (g) KC = 23,2
Junio-2010-específica
22. El valor de la constante de equilibrio Kc para la reacción:
H2 (g) + F2 (g) ⇆ 2 HF (g), es 6,6 · 10–4 a 25 ºC. Si en un recipiente de 10 L se introduce un
mol de H2 y un mol de F2, y se mantiene a 25 ºC hasta alcanzar el equilibrio, calcula:
a. Los moles de H2 que quedan sin reaccionar una vez que se ha alcanzado el equilibrio.
b. La presión parcial de cada uno de los componentes en el equilibrio.
c. El valor de Kp a 25 ºC.
Resultado: a) 0,9873 moles; b) Pp (H2) = Pp (F2) = 2,41 atm; c) Kp = 6,6 · 10 .
Junio 2013
–4
23. Se introduce fosgeno, COCl2, en un recipiente vacío de 1 L a una presión de 0,92 atm y temperatura
de 500 K, produciéndose su descomposición según la ecuación:
COCl2 (g) ⇆ CO (g) + Cl2 (g). Sabiendo que en estas condiciones el valor de Kc es 4,63 · 10 –3,
calcula:
a. La concentración inicial de fosgeno.
b. La concentración de todas las especies en el equilibrio.
c. La presión parcial de cada componente en el equilibrio.
Sep-2013
Factores que modifican el equilibrio químico: Principio de Le Châtelier
24. Dado el equilibrio 2 CO + O2
2CO2 ΔH= -135kcal, indica cómo influye sobre él:
a. Un aumento de T
b. Una disminución de P
c. Un aumento de [O2]
d. Se adiciona un catalizador
e. Adición de un gas inerte a volumen constante
Junio-2005
25. *Dado el sistema en equilibrio, que posee una variación de entalpía negativa:
H2 + O2(g)
2 H2O (g). Describe el efecto que producirá al:
a. Enfriar.
b. Añadir vapor de agua
c. Comprimir.
d. Aumentar la presión del H2
e. adición de un gas inerte a volumen constante.
León-2001
26. La constante de equilibrio de la reacción que se indica vale 0,022 a 200 0C y 34,2 a 500 0C
a.
b.
PCl5 (g ) .
PCl3 (g )+Cl2 (g )
Indica si el PCl5 es más estable, es decir, si se descompone más o menos, a temperatura
alta o a temperatura baja.
¿La reacción de descomposición del PCl5 es endotérmica o exotérmica?
27. A 200ºC y presión de 1 atmósfera, el pentacloruro de fósforo se disocia en tricloruro de fósforo y
cloro gas en un 49,5%. Calcula:
a. El grado de disociación a la misma temperatura, pero a 10 atm de presión.
b. Explica en función del principio de Le Chatelier si el resultado obtenido en el apartado
anterior te parece correcto.
Datos: Kc = 8,4·10-3
28. La reacción N2O4 (g )
2 NO2 (g) transcurre a 150ºC con una kc=3,20.
a. ¿Cual debe ser el volumen del recipiente en el que se realiza la reacción para que estén en
equilibrio 1 mol de N2O4 con 2 moles de NO2? Sol V = 1,25L
b. Responder, razonadamente, si la siguiente proposición es cierta o falsa: “Un cambio de
presión en una reacción en equilibrio modifica siempre las concentraciones de los
compuestos”
León-2004
29. Para el equilibrio: 2 H2S (g) + 3 O2 (g) ⇆ 2 H2O (g) + 2 SO2 (g) ΔH = –1.036 kJ. Predecir hacia
donde se desplazará el equilibrio si:
a. Se aumenta el volumen del recipiente a temperatura constante.
b. Se extrae SO2 (g).
c. Se aumenta la temperatura.
d. Se absorbe el vapor de agua.
e. Se añade 10 moles de helio.
Septiembre 2009
30. .En un cilindro metálico cerrado, se tiene el siguiente proceso químico en equilibrio:
2 A (g) + B (s) ⇆ 2 C (s) + 2 D (g) .ΔHº < 0 kJ/mol.
a. Justifique de un modo razonado el sentido hacia donde se desplazará el equilibrio si:
b. Se duplica la presión en el sistema.
c. Se reduce a la mitad la concentración de los reactivos B y C.
d. Se incrementa la temperatura.
Junio-2007
31. Responde razonadamente a las siguientes cuestiones:
En la reacción exotérmica 2 A (g) ⇆ 2 B (g) + C (g), indica cuatro formas de aumentar la
concentración de C en el equilibrio.
Junio-2010-específica
a.
32. En un matraz de 4 L se introducen 4 moles de N2 y 12 moles de H2, calentándose la mezcla a 371 ºC.
A esta temperatura se establece el equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g) ⇆ 2 NH3 (g). Si la reacción tiene
lugar en un 60 %, calcula:
a. La concentración de cada especie en el equilibrio.
b. Las constantes Kc y Kp para ese equilibrio.
c. ¿Cómo afecta al equilibrio un aumento de la presión? Justifica la respuesta.
Resultado: a) [N2] = 0,4 M; [H2] = 1,2 M; [NH3] = 1,2 M; b) Kc = 2,08 M-2; Kp = 8,59 ·10-4 atm;
c) Hacia la formación de NH3.
Junio-2010-general
33. En un matraz vacío se introducen el mismo número de moles de H2 y de N2, que reaccionan según la
ecuación: N2 + 3 H2 ⇆ 2 NH3. Justifica, si una vez alcanzado el equilibrio, las siguientes afirmaciones
son verdaderas o falsas.
a. Hay doble número de moles de amoniaco que los que había inicialmente de N 2.
b. La presión parcial de nitrógeno será mayor que la presión parcial de hidrógeno.
c. La presión total será igual a la presión parcial de amoniaco elevada al cuadrado.
Junio-2013
34. El tricloruro de fósforo reacciona con cloro para dar pentacloruro de fósforo según la siguiente
reacción: PCl3 (g) + Cl2 (g) ⇆ PCl5 (g) Ho = – 88 kJ · mol .
Una vez alcanzado el equilibrio químico, explica cómo se modificará el mismo si:
a. Se aumenta la temperatura.
b. Se disminuye la presión total.
c. Se añade gas cloro.
d. Se introduce u catalizador adecuado.
Junio-2012
–1
35. Para el proceso en equilibrio: 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇆ 2 SO3 (g); DH < 0; explica razonadamente:
a. ¿Hacia qué lado se desplazará el equilibrio cuando se aumente la temperatura?
b. ¿Hacia qué lado se desplazará el equilibrio cuando se disminuya la presión total?
c. ¿Cómo afectará a la cantidad de producto obtenido la presencia de un catalizador?
d. ¿Cómo afectará a la cantidad de producto obtenido la adición de oxígeno?
Sep-2012
36. Dentro de un recipiente de 10 L de capacidad se hacen reaccionar 0,5 moles de H 2 (g) y 0,5 moles de
I2 (g) según la reacción: H2 (g) + I2 (g) ⇆ 2 HI (g). A 448 ºC, la constante Kc del equilibrio es 50.
Calcula:
a. El valor de Kp a esa temperatura.
b. Los moles de yodo que quedan sin reaccionar cuando se ha alcanzado el equilibrio.
c. Si se parte inicialmente de 0,25 moles de H2 (g) y 0,25 moles de I2 (g) y 4 moles de HI (g),
¿cuántos moles de I2 habrá ahora en el equilibrio a la misma temperatura.
Resultado: a) K p= 50; b) 0,39 moles; c) 0,886 moles.
Junio 2014
37. En un matraz de 1 litro de capacidad se introducen 0,5 moles de HI y parte del mismo se
descompone según la reacción: 2HI (g) ⇆ H2 (g) + I2 (g). Si cuando se alcanza el equilibrio a una
temperatura de 400 ºC, el valor de Kc es 1,56 · 10 –2, calcula:
a. El valor de Kp.
b. La concentración de cada especie en el equilibrio.
c. La presión total en el equilibrio
Resultado: a) Kp = 0,0156; b) [HI] = 0,4 M; [I2] = [H2] = 0,05 M; c) Pt = 27,6 atm.
Septiembre 2014
Solubilidad
38.
La constante del producto de solubilidad del hidróxido de cobre (II), Cu (OH) 2 a 25 ºC es 2,1 ·
10–20. Determina la solubilidad del compuesto en agua y expresa el resultado en g · L–1.
Resultado: S = 1,7 · 10–5 g· L–1.
Sep-2011
39. El cloruro de plata es una sal insoluble que tiene una Kps (25ºC)= 2,8 · 10-10.
a. calcula la solubilidad en mol/L, del AgCl a 25ºC.
b. La solubilidad en mol/L de AgCl en una disolución 0,01M de cloruro de sodio. Justifica el resultado
40. ¿Precipitará el Mg(OH)2 a 25ºC si se mezclan 30mL de disolución acuosa 0,015M en NaOH con 65
mL de otra disolución acuosa 0,12M en MgCl2? Dato: Kps [Mg(OH)2]= 1,5·10-4
41. Si a 25 ºC el producto de solubilidad del ZnS es 1,1·10 –21, explica, razonando la respuesta, si las
siguientes propuestas son verdaderas o falsas para una disolución acuosa de ZnS:
a. En el equilibrio, la concentración del ión Zn 2+ será igual que la del ión S2– si no existe
ninguna otra sal disuelta.
b. El número de moles de ZnS que puede haber disueltos en un litro de agua será, como
máximo, 3,3 · 10–11.
c. Si se adicionan iones Zn2+ a la disolución, aumentará la solubilidad del ZnS.
d. Si se aumenta la temperatura se disolverá mayor cantidad de ZnS.
Sep 2012
42. A 25 ºC la solubilidad del bromuro de plata es 5,74 · 10 –7 mol · L–1. Calcula el producto de
solubilidad de dicha sal a esa temperatura. Resultado: Kps = 3,295 ·10 -13 moles2 · L-2.
Junio-2010-general
43. Contesta a las siguientes cuestiones:
a. Calcula los gramos de sulfato de sodio, Na2SO4, que se necesitan para preparar 100 mL de
una disolución 0,01 M. Indica el material que se utilizaría y describe las operaciones a
realizar en el laboratorio para preparar dicha disolución.
b. Justifica si se producirá precipitado cuando se mezclan 80 mL de una disolución 0,01 M de
sulfato de sodio, Na2SO4, con 120 mL de otra disolución 0,02 M de nitrato de bario,
Ba(NO3)2. Los volúmenes son aditivos.
DATOS: Kps (BaSO4) = 1,1 · 10–10.
Resultado: a) 0,142 g; b) Hay precipitado
44. El producto de solubilidad del hidróxido de hierro (II) es 1,6 · 10 –14. Calcula:
a. La solubilidad molar del hidróxido de hierro (II) en agua.
b. El pH de una disolución saturada de esta sal.
Junio-2010-especifica
45. La solubilidad del Cr(OH)3 es 0,13 mg · mL–1:
a. Determina la constante de solubilidad Kps del hidróxido de cromo (III).
b. Se tiene una disolución de CrCl3 de concentración 0,01 M y se añade NaOH sólido hasta
que el pH es igual a 6,5. Calcula si precipitará Cr(OH) 3 suponiendo que el volumen de la
disolución permanece constante.
DATOS: Ar (Cr) = 52 u; Ar (O) = 16 u; Ar (H) = 1 u.
a) Kps = 6,81 · 10–11 M4; b) No hay precipitado.
Septiembre--2010-general
46. Un residuo industrial que contiene una concentración de Cd2+ de 1,1 mg/L se vierte en un
depósito, con objeto de eliminar parte del Cd2+ precipitándolo con un hidróxido, en forma de
Cd(OH)2 . Calcule:
a. El pH necesario para iniciar la precipitación. (Hasta 1,2 puntos)
b. La concentración de Cd2+, en mg/L, cuando el pH es igual a 12. (Hasta 0,8 puntos) Datos:
KsCd(OH)2 = 1,2 ·10-14
Resultado: a) pH = 9,544; b) 1,35 · 10–4mg · L–1
47. El producto de solubilidad del hidróxido de plomo (II), Pb(OH) 2, es 2,5 · 10–13. Calcula:
a. La solubilidad del hidróxido de plomo (II) expresada en g · L –1.
b. El pH de la disolución saturada.
DATOS: Ar (Pb) = 207,2 u; Ar (O) = 16 u; Ar (H) = 1 u.
Resultado: a) S = 9,56 · 10–3 g · L–1; b) pH = 9,90.
Septiembre--2010-especifica
48. La constante del producto de solubilidad del hidróxido de magnesio Mg(OH) 2 es:
Kps = 1,5 ·10–11. Calcula:
a. La solubilidad del hidróxido de magnesio.
b. El pH de una disolución saturada de Mg(OH)2.
c. La concentración máxima de Mg2+ en una disolución de Mg(OH)2, si el pH es igual a 9.
Resultado: a) S = 1,55 · 10–4 M; b) pH = 9,5; c) [Mg2+] = 0,15 M.
Junio-2013
49. Responde a las siguientes cuestiones:
a. A 298 K la solubilidad en agua del bromuro de calcio (CaBr 2) 2,0 · 10–4 moles · L–1.
Calcula el Kps del bromuro de calcio a la temperatura citada.
b. Razona cualitativamente el efecto que producirá la adición de 1 cm3 de una disolución 1 M
de bromuro de potasio (KBr) a 1 L de disolución saturada de bromuro de calcio. Considera
despreciable la variación de volumen.
Junio 2014
50. A 25 ºC, el valor de la constante del producto de solubilidad del bromuro de plata es de 7,7 · 10 –13.
a. Calcula la solubilidad del bromuro de plata en agua pura a esa temperatura, expresada en mg/L.
b. Explica cómo afectaría a la solubilidad de la misma, la adición de bromuro de sodio sólido.
Resultado: a) 1,65·10–4 g L
Septiembre-2014