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QUÍMICA 2º BACHILLERATO
Problemas
“Equilibrios químicos”
1) Un recipiente de dos litros contiene en equilibrio, a la temperatura de 793 K, una mezcla formada por
0,5 moles de I2, 0,5 moles de H2 y 4 moles de HI. Calcula la constante de equilibrio Kc a esa
temperatura para la reacción:
I2 (g) + H 2 (g) ↔ 2HI(g) (64)
2) La constante de equilibrio para la reacción:
N 2 (g) + 3H 2 (g) ↔ 2NH 3 (g)
es 2,37 ⋅ 10 a 1000 K. Si tenemos un sistema en equilibrio a esta temperatura con las especies
indicadas, ¿cuál deberá ser la concentración del NH3 si la del N2 es 2,00 mol/l y la del hidrógeno es
3,00 mol/l? (0,36M)
-3
3) La constante de equilibrio, a 2000 K, para la reacción:
H 2 O (g) + CO (g) ↔ H 2 (g) + CO 2 (g)
es KC = 0,227. ¿Cuáles serán las concentraciones al alcanzarse el equilibrio, si se introducen
inicialmente 1 mol de agua y 1 mol de monóxido de carbono en un recipiente de 5 litros?
(0,0646M) (0,135M)
4) Repite la actividad anterior en el caso de que inicialmente se introduzcan 1 mol de agua, 1 mol de
monóxido de carbono y 1 mol de hidrógeno. (0,229M) (0,029M) (0,171M)
5) La constante de equilibrio para la reacción: I2 (g) + H 2 (g) ↔ 2HI(g) es KC= 64 a 793 K.
Si se mezclan inicialmente en un recipiente de 2 litros, 0,5 moles de yodo 0,5 moles de hidrógeno y 1
mol de yoduro de hidrógeno y se deja que alcance el equilibrio, ¿cuáles serán las concentraciones
en ese momento? (0,8M) (0,1M)
6) En un recipiente de 10 litros se introducen 1 mol de nitrógeno y 2 moles de hidrógeno y se calientan
hasta 618 K. Una vez alcanzado el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g) , se obtiene una mezcla que ejerce una presión total de 9,48 atm.
a) Determina composición de la mezcla en equilibrio.(N2:0,435 moles) (H2:0,306) (NH3 :1,129)
b) Calcula el valor de KC y KP (KC = 10229,6) (KP = 3,98)
7) En un recipiente cerrado y vacío de 10 litros se introducen 1,12 gramos de monóxido de carbono y
2,84 gramos de cloro. Se eleva la temperatura a 525ºC y, cuando se alcanza el equilibrio:
CO (g) + Cl2 (g) ↔ COCl2 (g)
la presión total es de 328 mm Hg. Calcular:
a) Las constantes KC y KP a 525ºC para este equilibrio (KC = 207,1) (KP = 3,16)
b) La composición, en % en volumen, de la mezcla gaseosa en el equilibrio.(COCl2:21,2%)
(CO:39,4%) (Cl2:39,4%)
Datos: Masas atómicas: C = 12; O = 16; Cl = 35,5
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8) 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 ciertas:
a) El número de moles de amoniaco en el equilibrio es el doble de los moles que había inicialmente
de N2
b) La presión parcial de N2 será mayor que la presión parcial de H2
c) La presión total será igual a la presión de amoniaco elevada al cuadrado.
9) Al calentar PCl5 (g) a 250ºC, en un reactor de un litro de capacidad, se descompone según:
PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (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. (0,013)
b) La constante KP a esa temperatura. (1,75)
-1
-1
Dato: R = 0,082 atm⋅L⋅K ⋅mol
10) En un recipiente de 3 litros se introducen 0,6 moles de HI (g), 0,3 moles de H2 y 0,3 moles de I2 (g) a
490 K, estableciéndose:
2 HI (g) ↔ H2 (g) + I2 (g)
a) Justifique que el sistema no se encuentra en equilibrio (Q = 0,25 > KC)
b) Calcule los moles de HI, H2 y I2 que habrá una vez alcanzado el equilibrio (0,924; 0,138; 0,138)
Dato: La constante KC vale 0,022 a 490 K
11) A 613 K, el valor de KC para la reacción:
Fe2O3 (s) + 3 H2 (g) ↔ 2 Fe (s) + 3 H2O (g)
es 0,064. Si en el equilibrio anterior, la presión parcial del hidrógeno es de una atmósfera,
calcule:
a) La concentración de hidrógeno (0,02M)
b) La presión total (1,4 atm)
12) A 793 K un recipiente de dos litros contiene una mezcla en equilibrio formada por 0,3 moles de
hidrógeno, 0,3 moles de yodo y 2,4 moles de yoduro de hidrógeno. Calcula cuántos moles de yodo
habrá que añadir a la mezcla anterior para que, al alcanzar de nuevo el equilibrio a la misma
temperatura, la concentración de hidrógeno se haya hecho la mitad de acuerdo con la reacción:
I2 (g) + H 2 (g) ↔ 2HI(g) (0,61 moles)
13) En un recipiente de 2 litros se introduce una cierta cantidad de NaHCO3, se extrae el aire existente
en el mismo, se cierra y se calienta a 400ºC produciéndose la reacción de descomposición siguiente:
2 NaHCO3 (s)
Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g)
Una vez alcanzado el equilibrio, la presión dentro del recipiente es de 0'962 atm. Calcule:
a) La constante de equilibrio Kp de esa reacción. (0,231)
b) La cantidad de NaHCO3 que se descompuso, expresada en moles y en gramos. (0,0349) (2,9316)
Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23.
14) Suponga el siguiente sistema en equilibrio:
UO2(s) + 4 HF(g)
UF4(g) + 2 H2O(g)
Explique hacia dónde se desplaza el equilibrio cuando:
a) Se adiciona UO2(s) al sistema.
b) Se elimina HF(g)
c) Se aumenta la capacidad del recipiente de reacción.
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15) Para la reacción: CO2(g) + C(s)
2 CO(g)
Kp = 10, a la temperatura de 815 ºC. Calcule, en el equilibrio:
a) Las presiones parciales de CO2 y CO a esa temperatura, cuando la presión total en el reactor es
de 2 atm. (0,29) (1,71)
b) El número de moles de CO2 y de CO, si el volumen del reactor es de 3 litros. (0,01) (0,057)
-1
-1
Dato: R = 0’082 atm·L·K ·mol
16) A partir de la composición de mezclas gaseosas de I2 y H2 a diferentes temperaturas se han obtenido
los siguientes valores de Kp para la reacción:
H2 (g) + I2 (g)
2 HI (g)
T (ºC)
Kp
340
70´8
360
66´0
380
61´9
400
57´7
420
53´7
440
50´5
460
46´8
480
43´8
a) Calcule Kc a 400ºC (57,7)
b) Justifique por qué esta reacción es exotérmica
c) ¿Variará Kp si se altera la concentración de H2? Razone la respuesta. (NO)
17) En un matraz de 2 litros se introducen 12 g de pentacloruro de fósforo y se calienta hasta 300 ºC. Al
establecerse el equilibrio de disociación, a esta temperatura: PCl5 (g)
Cl2 (g) + PCl3 (g), la
presión total de la mezcla es de 2,12 atm.
a) ¿Cuánto vale el grado de disociación en las condiciones señaladas? (0,5517)
b) ¿Cuál es el valor de Kp a esa temperatura? (0,93)
Masas atómicas: P = 31; CI = 35,5
18) En un matraz de un litro de capacidad en el que se ha hecho el vacío, se introducen 0,0724 moles de
N2O4 y se calienta a 35ºC. Parte del 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. (0,187)
b) La presión parcial del NO2 en el equilibrio y el valor de Kc. (0,68) (0,0123)
Datos: R = 0,082 atm.L/K.mol.
19) En el proceso en equilibrio: CO (g) + 2 H2 (g)
CH3OH (l) ∆H>0. Cual o cuales de los
siguientes factores aumentarán el rendimiento en la producción de metanol:
a) Adición de un catalizador
b) Disminución de la concentración de hidrogeno.
c) Aumento de la temperatura.
o
20) Para la reacción: 2NO(g)
N2(g) + O2(g)
∆H = -182 kJ. Indique razonadamente si las
siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La constante de equilibrio aumenta al adicionar NO.
b) Una disminución de temperatura favorece la obtención de N2 y O2.
21) 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)
Kp
298
-25
2'82 10
400
-16
1'78 10
600
-8
1,98 10
800
-3
1'29 10
1000
-1
2'64 10
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)
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22) La siguiente tabla presenta la variación de la constante de equilibrio con la temperatura para la
síntesis del amoniaco según la reacción:
2NH3(g)
N2(g) + 3H2(g)
Temperatura(ºC)
KC
25
200
5
6·10
0,65
300
0,011
400
500
-4
6,2·10
-5
7,4·10
Indique, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La reacción directa es endotérmica.
b) Un aumento de la presión sobre el sistema en equilibrio favorece la obtención de amoniaco.
23) A 600 K y a la presión de una atmósfera, el pentacloruro de fósforo se disocia un 40% según la
PCl3 (g) + Cl2 (g)
reacción: PCl5 (g)
Calcule:
a) Kp y Kc a esa temperatura. (0,187) (0,0038)
b) El grado de disociación a 4 atmósferas de presión. (0,23)
-1
-1
Datos: R = 0,082 atm L K mol .
24) A la temperatura de 400 ºC y 710 mm Hg de presión, el amoniaco se encuentra disociado en un
40%, según la ecuación:
2 NH3 (g)
N2 (g) + 3 H2 (g)
Calcule:
a) Las presiones parciales de los gases que constituyen la reacción. (0,398 atm) (0,133 atm) (0,399
atm)
-5
b) El valor de las constantes KC y KP a esa temperatura. (1,74 · 10 ) (0,053)
25) Se dispone de una disolución acuosa saturada de Fe(OH)3, compuesto poco soluble.
a) Escriba la expresión del producto de solubilidad para este compuesto.
b) Deduzca la expresión que permite conocer la solubilidad del hidróxido a partir del producto de
solubilidad.
c) Razone cómo varía la solubilidad de hidróxido al aumentar el pH de la disolución.
26) En un vaso de agua se pone una cierta cantidad de una sal poco soluble, de fórmula general AB3, y
no se disuelve completamente. El producto de solubilidad de la sal es KS:
3+
a) Deduzca la expresión que relaciona la concentración molar de A con el producto de solubilidad
de la sal.
b) Si se añade una cantidad de sal muy soluble CB2. Indique, razonadamente, la variación que se
produce en la solubilidad de la sal AB3.
c) Si B es el ión OH ¿cómo influye la disminución del pH en la solubilidad del compuesto?
-12
27) A 25ºC el producto de solubilidad del carbonato de plata en agua pura es 8,1 · 10 . Calcule:
-4
-1
a) La solubilidad molar del Ag2CO3 a 25ºC. (1,265 · 10 mol L )
b) Los gramos de Ag2CO3 que podemos llegar a disolver en medio litro de agua a esa temperatura.
(0,01746 g)
Masas atómicas: Ag = 108; C = 12; O = 16.
-17
28) A cierta temperatura el producto de solubilidad en agua del AgI es 8,3 · 10 . Para esa temperatura,
calcule la solubilidad molar del compuesto en:
a) Una disolución 0,1 M de AgNO3
b) Una disolución de ácido yodhídrico de pH = 2.
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