Química General II. Segundo Parcial Grupo 10 aplicado el miércoles

Química General II. Segundo Parcial
Grupo 10
aplicado el miércoles 24/mayo
Respuestas (EXAMEN TIPO 1)
1.- Para la siguiente reacción en equilibrio: 2CO2(g) ↔ 2CO(g) + O2(g) (∆H = 566 KJ/mol)
menciona, de entre los siguientes factores ¿cual(es) escogerías si quisieras aumentar
la cantidad de productos al equilibrio sin alterar el valor de la constante de equilibrio?
a.
b.
c.
d.
e.
f.
disminuir el volumen de reacción
incrementar la concentración de O2.
aumentar la temperatura
adicionar N2 a la mezcla de reacción (para incrementar la presión del sistema)
adicionar un catalizador (positivo)
ninguno de las opciones anteriores produce el efecto deseado
2.- (2puntos) Cuando la siguiente reacción se lleva a cabo en un reactor de 0.5L a 500K la
Kc para este proceso en estas condiciones vale 5.3 Menciona:
A) si al equilibrio se observa que │H2O(g)│eq = 1.5 M y │CO(g)│eq = 1M ¿Cuál es la presión
parcial al equilibrio de cada una de las sustancias que contiene el reactor?
V1
2CO(g) + 2H2O(g)
C2O4H4(g)
ΔH = 140 kJ/Mol
V2
Kc = Kp (RT)3,
ó
Kp = Kc (RT)-3
Kp = 5.3 x (0.082 x 500)-3 = 7.69 x 10 -5
P(CO) = [CO] x RT = 1 x 0.082 x 500
= 41 atm
P(H2O) = [H2O] x RT = 1.5 x 0.082 x 500 = 61.5 atm
Kp = P (C2O4H4) x { (PCO)2 x (PH2O)2 }-1,
entonces P(C2O4H4) = Kp x (PCO)2 x (PH2O)2
P(C2O4H4) = 7.69 x 10 -5 x (41)2 x (61.5)2= 488 stm
B) Usando como ejemplo la reacción anterior menciona ¿Cuál de los siguientes factores
provoca una disminución en V1? (puede ser más de uno):
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
un aumento en el volumen del sistema
una disminución en el volumen del sistema
El aumento en la temperatura
La disminución de la temperatura
La adición de un catalizador (positivo).
La adición de C2O4H4 al sistema
La eliminación (o sustracción) de C2O4H4 del sistema
La adición de H2O al sistema
La eliminación (o sustracción) de CO del sistema
3.- Cuando se disuelven 0.05 moles de Al(HQ)3 en 250 mL de agua se observa que el pH de
la disolución resultante es de 2.3 ¿Cuál es pKa del ácido HQ-? ¿Cuál es el porcentaje de
disociación que presenta este ácido en esas condiciones?
0.05 moles de Al(HQ)3 generan 0.15 moles de HQpor lo que [HQ- ] = 0.15/.25 = 0.6M = Co
↔ H+ + Q
HQ
-
Ka = (x)2 / (Co-X)
Inicial Co
Al equil.
Co-X
X
como pH = 2.3, [H+] = 10-2.3 = 0.005 M = X
X
Ka = (0.005)2 x (0.6 – 0.005)-1 = 4.2 x10-5
pKa = 4.3
% Dis = 100 (X) /Co = (100 x 0.005) / 0.6 = 0.83 %
4.- El pKps del carbonato de aluminio es de 19 ¿Qué volumen de agua se requiere para
que en ellos estén disueltos 0.1 moles de aluminio?
Al2(CO3)3 ↔ 2 Al3+ + 3 CO32Se disuelve
Kps = (2x)2 (3x)3 = 108 x5
x
Al equilibrio
2x
3x
Kps = 10-19 = 108x5 por lo que X = (Kps/108)1/5
X = 6.21 x 10 -5 M
[ Al3+] = 2X = 1.24 x 10-4 Mol/L
equivalente a 8.047 L/mol por lo que 0.1 mol de Al3+ están contenidos en 804 L
Química General II. Segundo Parcial
Grupo 10
aplicado el miércoles 24/mayo
Respuestas (EXAMEN TIPO 2)
1.- Para la siguiente reacción en equilibrio: 2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) (∆H = -125 KJ/mol)
menciona, de entre los siguientes factores ¿cual(es) escogerías si quisieras aumentar
la cantidad de productos al equilibrio sin alterar el valor de la constante de equilibrio?
a.
b.
c.
d.
e.
f.
disminuir el volumen de reacción
incrementar la concentración de O2.
aumentar la temperatura
adicionar N2 a la mezcla de reacción (para incrementar la presión del sistema)
adicionar un catalizador (positivo)
ninguno de las opciones anteriores produce el efecto deseado
2.- (2puntos) Cuando la siguiente reacción se lleva a cabo en un reactor de 1.5 L a 500K la
Kc para este proceso en estas condiciones vale 0.188 Si al equilibrio se observa que
P(H2(g))eq = 41 atm y P (CO(g))eq = 61.5 atm Menciona:
V1
C2O2H4(g)
2CO(g) + 2H2(g)
ΔH = 250 kJ/Mol
V2
A) ¿Cuál es la cantidad de reactivo (moles) que contiene el reactor al equilibrio?
Si P(H2) = 41 atm
entonces
[H2] = P (H2) x (RT)-1 = 41 x (0.082x500)-1 = 1 M
Si P (CO) = 61.5 atm
entonces
[CO] = P (H2) x (RT)-1 = 61.5 x (0.082 x500)-1 = 1.5 M
Como Kc = [CO]2 x [H2]2 x [C2O2H4]-1
Despejando [C2O2H4] = [CO]2 x [H2]2 x Kc-1
Entonces [C2O2H4] = (1.5)2 x (1)2 /0.188 = 11.92 M
Por lo que en el reactor de 1.5 L están contenidos 17.8 moles de producto
B) Usando como ejemplo la reacción anterior menciona ¿Cuál de los siguientes factores
provoca un aumento en V1? (puede ser más de uno):
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
un aumento en el volumen del sistema
una disminución en el volumen del sistema
El aumento en la temperatura
La disminución de la temperatura
La adición de un catalizador (positivo).
La adición de C2O2H4 al sistema
La eliminación (o sustracción) de C2O2H4 del sistema
La adición de H2 al sistema
La eliminación (o sustracción) de CO del sistema
3.- Cuando se disuelven 0.015 moles de Al2Q3 en 250 mL de agua se observa que el pH de
la disolución resultante es de 11.5. ¿Cuál es pKa del ácido HQ-? ¿Cuál es el porcentaje de
hidrólisis que presenta la base Q2- en esas condiciones?
0.015 moles de Al2Q3 generan 0. 045 moles de Q3- , por lo que [Q3- ] = 0.045/.25 = 0.18M
-
H2O + Q ↔ HQ + OH
Inicial
-
Kb = (x)2 / (Co-X)
Co
Al equil.
Co-X
X
X
como pH = 11.5, [H+] = 10-11.5
[OH] = 10-2.5 = 0.0031 M = X
Kb = (0.0031)2 x (0.18 – 0.031)-1 = 1.75 x10-3
pKb = 4.24
pKa = 14 – pKb = 9.75
% hidrólisis = 100 (X) /Co = (100 x 0.031) / 0.18 = 1.75 %
4.- el pKps del sulfuro férrico es de 15.5. ¿Qué volumen de agua se requiere para que en
ellos estén disueltos 0.1 moles del ion sulfuro?
Fe2S3 ↔ 2 Fe3+ + 3 S2Se disuelve
Al equilibrio
Kps = (2x)2 (3x)3 = 108 x5
x
2x
3x
Kps = 10-15.5 = 108x5 por lo que X = (Kps/108)1/5
X = 3.11 x 10 -4 M
[S2-] = 3X = 9.34 x 10-4 Mol/L
Equivalente a 1070 L/mol por lo que 0.1 mol de S2- están contenidos en 107 L