Bloque VI: Equilibrio Químico

Relación de Problemas nº 7, 2ª Eval.- Curso 2009-10
Bloque VI: Equilibrio Químico
1.- A 473 ºK la constante de equilibrio, Kc, para la reacción: N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g) es igual a
0,65. En un recipiente de 2 litros se introducen 0,035 moles de nitrógeno, 0,028 de hidrógeno y 0,083
moles de amoniaco. a) Indicar si el sistema está en equilibrio. b) En caso negativo, predecir en qué
sentido se desplazará la reacción. Justificar la respuesta.
2.- En un recipiente de 2 L se colocan 12 moles de SO2 y 8moles de NO2. El equilibrio se alcanza a los
1000ºK, según la reacción: SO2 (g) + NO2(g)  SO3(g) + NO(g) . En estas condiciones se determina
que la concentración de NO2(g) , en el equilibrio, es de 1 mol/L. Calcular: a) la composición en el
equilibrio; b) el valor de Kc.
Sol: a) 6; 2; 6; 6. b) 3
3.- Considérese el equilibrio: ½ H2(g) + ½ I2(g)  HI (g), cuya Kc vale 8,43 a 350 ºC . En un matraz
de 5 litros se hace reaccionar a 350ºC. 0,3 moles de H2 y 0,2 moles de I2. calcula: a) Kp. B) La presión
total del matraz.
Sol: a) 8,43; b) 5,09 atm
4.- En un recipiente de 20 litros, se introducen dos moles de nitrógeno y cuatro moles de hidrógeno, se
calienta hasta 345ºC, alcanzándose el equilibrio a 9,43 atm. Se pide: a) las fracciones molares de cada
componente en el equilibrio. b) Kc.
Sol: a) 0,231; 0,156: 0,613. b) 12377,4
5.- Calcular los valores de Kc y Kp a 250ºC en la reacción de formación del yoduro de hidrógeno,
sabiendo que si partimos de dos moles de I2 y cuatro de H2, se obtienen tres de ioduro de hidrógeno. El
volumen del recipiente de reacción es de diez litros.
Sol: Kc= Kp= 7,2
6.- En un recipiente de 10 litros se introducen 0,568 moles de N2O4 (g) a 50ºC. La presión en el
equilibrio es de 2 atm. Calcular: a) el grado de disociación a esta temperatura; b) Kp, para el equilibrio:
N2O4.(g)  2NO2 (g).
Sol: a) 0,329. b) 0,964
7.A)Para la reacción, en fase gaseosa: 2SO2(g) + O2(g)  2 SO3(g)  H = -194 KJ
¿Qué efecto tendrá sobre la concentración del SO3(g) en el sistema:
1) La adicción de O2(g)
2) Un aumento dela temperatura.
3) Una disminución de la presión?.
B) La constante del equilibrio anterior , Kc vale 729 a 550ºC. Calcular dicha constante, a la
misma temperatura para la reacción: SO2(g) + ½ O2(g)  SO3(g)
Sol: b) 27
8.- Definir la Ley de Chatelier y explicar razonadamente qué efecto producirá, en el equilibrio:
4HCl(g) + O2(g)  2 Cl2(g) +2H2O(v)  H = -8,37 KJ
a) Un aumento de la temperatura.
b) Una disminución de la presión parcial del oxígeno.
c) Un aumento de la presión total.
9.- A 817ºC el dióxido de carbono(g) reacciona con carbono(s) en exceso, mediante un proceso
exotérmico, formando monóxido de carbono en equilibrio. En estas condiciones, se observa que existe
un 80% en volumen de monóxido de carbono y una presión total en el recipiente de 3,125 atm. a)
Calcular el valor de Kp. b) Explica tres procedimientos para que el equilibrio se desplace hacia la
formación de monóxido de carbono.
Sol: 0,15625
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10.-Se colocan 1,5 moles de pentacloruro de fósforo (g) en un recipiente de 3 litros. Cuando se alcanza
el equilibrio, a 390 ºK y 25,6 atm, el pentacloruro se ha disociado en un 60% en tricloruro de fósforo (g)
y cloro molecular(g) . calcular Kc y Kp.
Sol: 0,45 y 14, 39.
11.-. En un matraz cerrado de 5 litros de capacidad y a la presión de 1 atm., se calienta una muestra de
óxido de nitrógeno hasta la temperatura constante de 600,15ºK, con lo que se disocia, según la reacción:
2NO2(g)  2NO(g) + O2(g) . Un avez alcanzado el equilibrio, se enfría el matraz (con lo que se
paraliza la reacción) y se analiza la mezcla, encontrando que contiene 3,45 gramos de NO2, 0,60 gramos
de O2. calcular: a) Kc. B) Las presiones parciales de los tres gases en el equilibrio.
Sol. a) 1,3·10-4, b) 0,718; 0,191 ; 0,091 en atm.
12.- En un recipiente de 10 litros se introducen 0,60 moles de tetraóxido de dinitrógeno a 348,2ºK. La
presión en el equilibrio es de 2 atm. Calcula para el equilibrio NO4.(g)  2NO2 (g).. a) El número de
moles de cada sustancia en el equilibrio. b) El valor de Kp a esa temperatura.
Sol: a) 0,5 y 0,2, b) 0,23 atm.
13.- La síntesis del amoniaco tiene lugar según la reacción: N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g), -92,4 KJ
En la industria (proceso de Haber) se suele trabajar a unos 450ºC y hasta 1000 atm. de presión,
utilizando además catalizadores. ¿Por qué se hace así?.
14.- En un matraz de 2 litros se introduce un amezcla de N2(g) y H2(g) . se calienta la mezcla hasta
alcanzar el equilibrio a 725 ºK. Analizados los gases presentes en él, se encuentra que hay 1,00 moles de
N2 (g), 1,20 moles de H2 (g) y 0,40 moles de NH3(g).
Calcular para el equilibrio N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g),. A) Las presiones parciales. B) El valor de Kp
a esa temperatura.
Sol: a) 29, 72; 35,67; 11,89 atm. b) 1,04·10-4.
15.-Se introducen 0,2 moles de Br2(g) en un recipiente de 0,5 litros a 600ºC, siendo el grado de
disociación en esas condiciones 0,8. Calcular Kc y Kp a esa temperatura para el equilibrio
Br2(g)  2Br(g)
Sol: Kc= 5,12; Kp= 366,3
16.- Una mezcla gaseosa constituida por 7 moles de H2(g) y 5 moles de I2(g) se introduce en un reactor
de 25 litros de capacidad y se calienta a 400 ºC. Alcanzado el equilibrio se observa que se han formado
9 moles de HI(g) . a) Calcula el valor de Kc. b) Razona cómo se modificará el equilibrio al aumentar la
temperatura y la presión (cada uno por separado).  H = -10,5 kJ
Sol: a) 64,8
17.- En un reactor vacío de 800 cc de capacidad se introducen 50 gramos de bromo molecular gaseoso.
Al elevar la temperatura hasta 500ºC, se produce la disociación parcial del bromo según:
Br2(g)  2Br(g) . Alcanzado el equilibrio, la presión total en el interior del reactor es 37,2 atm.
Calcula el valor de Kc para el equilibrio a 500ºC.
Sol. 0,79
18.- A 185ºC y 1 atm de presión, el pentacloruro de antimonio gaseoso se disocia en un 30% para dar
tricloruro de antimonio y cloro molecular, ambos gaseosos. Determina el valor de Kp y a partir de éste el
valor de Kc a 185ºC.
Sol: Kp= 0,1 y Kc= 0,0026
19.- En un recipiente de 2 litros se introducen 0,020 moles de N2O4.(g). Una vez cerrado y calentando
a 30ºC, el N2O4.(g) se disocia parcialmente en NO2 (g) según la reacción: N2O4.(g)  2NO2 (g). En el
equilibrio existen0,012 moles de NO2 (g) . a) ¿Qué porcentaje de N2O4.(g) se ha disociado (expresar
como % en moles). B) Calcula Kc a la temperatura indicada.
Sol: a) 30%. B) 0,005
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20.- En un recipiente cerrado, de volumen constante, se establece el siguiente equilibrio:
2SO2(g) + O2(g)  2 SO3(g)  H = -928 KJ. a) Explica tres formas de incrementar la cantidad de
SO3(g) presente en el sistema. b) ¿Qué influencia tienen los catalizadores sobre la velocidad de las
reacciones químicas?
21.- En un recipiente de 20 litros se introduce una mezcla de 1 mol de nitrógeno y 3 moles de
hidrógeno, y se calienta a 650 ºK. El equilibrio : N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g), se alcanza cuando la
presión llega a 10 atm. Calcular: a) El número de moles de cada componente en el equilibrio; b) El valor
de Kp a 650ºK.
Sol: a) 0,875, 2,62 y 0,250. b) 5,6·10-4
22.- En un recipiente de 5 litros se introduce 1 mol de SO2(g) y 1 mol de O2(g). Se calieta a 727ºC, con
lo que tiene lugar la racción: 2SO2(g) + O2(g)  2 SO3(g) . Una vez alcanzado el equilibrio , se analiza
la mezcla y se encuentra 0,150 moles de SO2(g). Calcula: a) La concentración de SO3(g) en el
equilibrio; b) La constante Kp a 727 ºC.
Sol: a) 0,17 moles/litro-b) 3,4
23.- En la síntesis industrial del amoniaco: N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g),  H = -119 KJ
Establezca la influencia cualitativa d la temperatura y de la presión para favorecer el rendimiento en
amoniaco.
24.- Sea el equilibrio: CO(g) +3H2(g)  CH4(g) +2H2O(g) . Cuando se mezclan un mol de monóxido
de carbono y tres moles de hidrógeno en un recipiente d 10 litros a 927ºC, se forman en el equilibrio
0,387 moles de agua(gas). Calcula: a) La fracción molar d cada especie en el equilibrio. B) El valor de
la constante Kp a 927ºC.
Sol: a) 0,19, 0,57, 0,12 y 0,12. b) 4,07·10-4
25.-Se introducen 1 mol de SO3 en un reactor d 2 litros d capacidad, y se calientaa cierta temperatura,
con lo que parte del SO3(g) se descompone en SO2(g) y O2(g). Alcanzado el equilibrio, se observa que
en el reactor existen 0,6 moles de SO2. a) ¿Cuál es el valor de Kc a esa temperatura?. b) ¿Cuál es el
grado de disociación del SO3.
Sol: a) 0,58. b)0,6 (60%)
26.- En un matraz vacío de 1 litro de capacidad se colocan 6 g de PCl 5 (g). Se calienta a 250ºC, con lo
que el PCl5 se disocia en Cl2 y PCl3 , ambos gaseosos. La presión de equilibrio es de 2,078 atm. Calcula:
a) el grado d de disociación del PCl5 ; b) La Kp a 250ºC.
Sol: a) 0,684. b) 1,827 atm
27.- En un reactor se introducen 2 moles de N2 (g) y 4 de H2 (g). Se calientan hasta 750 ºK,
alcanzándose el equilibrio a 200 atm de presión. En ese momento el N2 presente resulta ser el 50% del
introducido inicialmente. Determinar para el equilibrio: N2 (g) + 3H2 (g)  2 NH3(g),
a) La fracción molar del H2(g) en el equilibrio.
b) La Kp a dicha temperatura.
Sol: a) 0,25, b) 1,6·10-3
28.- En un matraz de 2 L se introducen 0,2 moles de PCl5 y se eleva la temperatura hastan250ºC. se
establece el equilibrio: PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Si el grado de disociación es 0,8, calcula
a) La presión en el interior del matraz. B) El valor de Kc a 250ºC.
Sol:
29.- A 400ºC el amoniaco se encuentra disociado un 40% en nitrógeno e hidrógeno cuando la presión
del sistema es de 710 mm. Calcular para el equilibrio: 2 NH3(g)  N2 (g) + 3H2 (g)
a) Las presiones parciales de cada especie ene le equilibrio, cuando la cantidad inicial de NH3(g) es de
4 moles., b) Kp.
Sol: 0,4, 0,13, 0,4 atm
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30.- Una muestra de 1 g de bromo Br2(g) se introduce en un recipiente de 2 L y se calienta a 1727ºC.
Una vez establecido el equilibrio a esta temperatura, la presión en el recipiente es 1 atm, hallar para el
equilibrio: Br2(g)  2Br(g)
a) El grado de disociación del Br2(g) en sus átomos. , b) La kc a 1727ºC
Sol: 0,95, kc = 0,0569
31.- La constante kp para la disociación del PCl5(g) en PCl3(g) y Cl2(g) a527ºK es 1,02. Si la presión
total de equilibrio es de 50 atm, calcular:
a) El grado de disociación del PCl5(g) si se parte de 0,5 moles de esta sustancia gaseosa
b) Presión parcial del Cl2(g) .
Sol: a)0,14,
b) 6,14 atm
32.- Se mantiene en equilibrio, en un matraz de 2,05 L, una mezcla de los gases SO2(g), O2(g) y SO3(g)
a una temperatura a la que Kc= 35,5 para la reacción : 2SO2(g) + O2(g)  2 SO3(g)
a) Si el número de moles de SO2(g) y SO3(g) en el matraz es el mismo, ¿cuántos moles de O2 hay?
b) Si el número de moles de SO3 en el matraz es el doble del número de moles de SO2(g)¿cuántos moles
de O2(g) hay?
Sol: a) 0,058, b) 0,231
33.- Se introduce en un recipiente de 3 L, en el que previamente se ha hecho el vacío, 0,04 moles de
SO3(g) a 900ºK. Una vez alcanzado el equilibrio, se encuentra que haynpresentesn0,028 moles de
SO3(g).
a) Calcula el valor de Kc para la reacción 2 SO3(g)  2SO2(g) + O2(g) a dicha temperatura.
b) Calcula la presión parcial de O2 en el equilibrio.
Sol: a) 3,67·10-4. b) 0,147
34.- a 200ºC, el PCl5(g) se encuentra disociado en un 50%, alcanzándose una presión de 2 atm en el
siguiente equilibrio: PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g)
Calcula: a) La presión parcial de cada gas en el equilibrio. B) Las constantes Kc y Kp a esa temperatura.
35.- determina si se forma precipitado al añadir 10 mL de una disolución de KI 0,01 M sobre 500 mL de
disolución 0,1 M de Pb(NO3)2. Datos: Pspara el PbI2, a 25 ºC es 9,8·10-9.
Sol:
36.- ¿Se formará cromato de plata sólido si se disuelven 2,7·10-5 g de AgNO3 en 15 mL de cromato de
potasio 4·10-4 M?
Datos: Pspara el cromato de plata a 25 ºC es 1,1·10-11.
37.- En un vaso se disuelven 5 g de Ca Cl2 en 50 mL de agua destilada. En otro vaso se disuelven 5 g de
Na2CO3 en 50 mL de agua destilada. Una vez preparadas las dos disoluciones, se mezclan. Escribe el
proceso que tiene lugar. Determina si se formará o no precipitado.
Datos: Pspara el CaCO3, a 25 ºC es 3,4·10-9.
Sol:
38.- Dado el Pspara el cromato de plata a 25 ºC 1,1·10-11,calcula su solubilidad a dicha temperatura y
expresala en g/mL.
39.- Si la solubilidad del AgCl en agua, a 25ºC es de 19,2 mg/mL. ¿cuánto valdrá su solubilidad en una
disolución de CaCl20,8 M a esa misma temperatura?
40.- Dado el Pspara el Ca(OH)2 25 ºC,5·10-6,calcula su solubilidad a dicha temperatura y expresala en
g/mL en los siguientes situaciones:
a) En agua pura.
b) En una disolución de NaOH 0,5 M.
c) En una disolución 0,5 M de CaCl2.
d) ¿cuál de las dos es más efectiva para reducir la solubilidad de l Ca(OH)2.
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