Problemas Equilibrio

Equilibrio
1º.- Escribe la expresión de la constante de equilibrio que corresponde a las siguientes
reacciones en fase gaseosa:
a) N2(g) + 3 H2(g)
2 NH3(g)
b) 2 NO2(g)
N2O4(g)
c) 2 CO(g) + O2(g)
2 CO2(g)
CO(g) + Cl2(g)
d) COCl2(g)
2º.- Se inyecta yoduro de hidrógeno en un recipiente a 458 ºC. El HI se disocia, formando H2 y
I2. Establecido el equilibrio, se observa que las concentraciones existentes son: [HI] = 0,42 M ;
[H2] = [I2] = 0,06 M . Calcula el valor de la constante de equilibrio para el proceso de
disociación del HI, a 458 ºC. Sol.: 0,02
3º.- Se calienta a 250 ºC cierta cantidad de PCl5 en un recipiente de un litro. En el equilibrio la
concentración de los gases en el recipiente es la siguiente:
Sustancia
Concentración (mol/L)
PCl5
7,05
PCl3
0,54
Cl2
0,54
Calcula la constante de equilibrio Ke para el proceso: PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g) Sol.: Ke = 0,041
4º.- Se sabe que cuando el proceso: 2 SO2 + O2
2 SO3 alcanza el equilibrio, un recipiente
de 2 litros, contiene 96 g de SO3 ; 25,6 g de SO2 y 19,2 g de O2. Calcula la constante de
equilibrio para ese proceso. Datos: Masas atómicas: S = 32, O = 16. Sol.: Ke = 30
5º.- Para la reacción reversible cuya ecuación es: PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g) + calor
indica el efecto de:
a) Un aumento de temperatura. b) Un aumento de presión. c) Añadir cloro. d) Añadir
pentacloruro de fósforo. e) La presencia de un catalizador.
Sol.: a) el equilibrio se desplaza hacia la izquierda; b) ídem; c) ídem; d) hacia la derecha; e) no
varía.
6º.- Escribe la expresión de la constante de equilibrio para la reacción:
2 H2O(g) + 2 Cl2(g)
4 HCl(g) + O2(g)
7º.- Dada la siguiente reacción en equilibrio realizada a temperatura ambiente:
N2(g) + O2(g)
2 NO(g) Predecir qué le ocurre al sistema en equilibrio si se aumenta la presión.
Razónalo.
Sol.: No le ocurre nada
8º.- El proceso de disolución del nitrato de plata en agua es endotérmico. Esto se pone de
manifiesto porque a medida que se va disolviendo nitrato de plata en el agua, la disolución se
enfría. De acuerdo con esto, ¿aumenta o disminuye con la temperatura la solubilidad del nitrato
de plata?. Razónalo. Sol.: Aumenta la solubilidad al aumentar la temperatura.
9º.- La solubilidad del oxígeno en el agua aumenta al aumentar la presión del gas sobre el agua
y disminuye al aumentar la temperatura.
Los peces de un determinado lago, ¿cuándo tendrán más oxígeno para respirar, en verano o en
invierno?.A igual temperatura, ¿en un lago de alta montaña o en uno al nivel del mar?.
Razónalo. Sol.: En invierno. Al nivel del mar.
10º.- ¿Qué efecto producirá un aumento de presión en el siguiente equilibrio?:
Cl2(g) + 2 NO(g)
2 NOCl(g)
Sol.: El equilibrio se desplaza hacia la derecha.
11º.- Industrialmente, el amoníaco se obtiene según la reacción en equilibrio:
N2(g) + 3 H2(g)
2 NH3(g) ∆H < 0 Dicha obtención se realiza a temperaturas algo elevadas,
a grandes presiones y en presencia de un catalizador. Justificar las tres condiciones.
12º.- El metanol, CH3OH, se obtiene industrialmente según la siguiente reacción en equilibrio:
CO(g) + 2 H2(g)
CH3OH(g) ∆H < 0
Pronosticar, si el rendimiento en alcohol aumenta, disminuye o no se modifica, si:
a) Se aumenta la temperatura del sistema. b) Se disminuye la presión por aumento de volumen
del reactor. c) Se añade un catalizador. d) Se aumenta la concentración de hidrógeno.
Sol.: a) disminuye, b) disminuye, c) no se modifica, d) aumenta
13º.- Considérese la reacción: 2 SO2(g) + O2(g)
2 SO3(g) ∆H < 0
Se mezclan los gases SO2 y O2 en un recipiente cerrado, y se espera el tiempo suficiente para
que la reacción alcance el estado de equilibrio. Explicar el efecto (aumento, disminución o
invariabilidad) que experimenta:
a) El número de moles de SO3 al aumentar el volumen del recipiente, sin variar la temperatura.
b) El número de moles de O2 al disminuir el volumen del recipiente, sin variar la temperatura.
c) El valor de la constante de equilibrio, Kc, al adicionar O2 al recipiente, sin variar la
temperatura.
d) El valor de la constante de equilibrio al aumentar la temperatura del sistema reaccionante.
e) El número de moles de SO2 al añadir un catalizador.
Sol.: a) disminuye, b) disminuye, c) invariable, d) disminuye, e) invariable.
14º.- En un recipiente de 1 L se mezclan 0,82 mol de SO2 y 0,82 mol de NO2 y se mantiene la
temperatura constante hasta alcanzar el equilibrio según: SO2(g) + NO2(g)
SO3(g) + NO(g)
Al analizar la mezcla en equilibrio se encuentra que se han formado 0,52 mol de SO3.
Calcular la Kc para la reacción indicada. Sol.: Kc = 3,00
15º.- La constante de equilibrio para la reacción: CO(g) + H2O(g)
CO2(g) + H2(g)
es 0,63 a 1.000 ºC. En un recipiente cerrado se hace reaccionar una mezcla formada por 1 mol
de monóxido de carbono y 2 moles de agua, hasta alcanzar el equilibrio.
Calcular los moles de CO, H2O, CO2 y H2 que existirán en el equilibrio.
Sol.: 0,41 mol de CO; 1,41 mol de H2O; 0,59 mol de CO2 y 0,59 mol de H2
16º.- Al calentar el pentacloruro de fósforo, PCl5, se descompone, según la siguiente reacción en
equilibrio: PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g) .A 200 ºC un recipiente de 2 litros contiene:
Moles de PCl5 Moles de PCl3 Moles de Cl2
Inicialmente
0,09
0
0
En el equilibrio
0,06
?
?
a) Hallar, a la vista de los datos indicados, los moles de tricloruro de fósforo y cloro presentes
en el equilibrio.
b) Si se estuviera interesado en la descomposición de pentacloruro de fósforo según la
reacción,¿qué recursos (como variación de temperatura, presión, etc.) podrían utilizarse?
c) Calcular la Kc a 200 ºC para la reacción.
d) Si la reacción es endotérmica, indicar, razonándolo, si la Kc aumenta o disminuye al
aumentar la temperatura. Sol.: a) 0,03 moles de PCl3; 0,03 moles de Cl2 , b) aumentar la
temperatura, disminuir la presión, c) 7,5.10-3 d) aumenta.
17º.- La Kc, a 35 ºC, para la reacción de descomposición del N2O4 según: N2O4(g) ↔ 2 NO2(g)
es igual a 1,3.10-2. Un recipiente de 400 cm3 contiene inicialmente 2 g de N2O4. Se calienta
hasta 35 ºC y se espera a que la reacción alcance el estado de equilibrio..Calcular los gramos de
N2O4 que quedan sin descomponerse. Datos: Masas atómicas: N = 14 ; O = 16 .
Sol.: 1,564 g