1.- Escriba la expresión de la constante de equilibrio (Kc y Kp) para

Cátedra de Introducción a la Química para Ciencias Naturales – UNLP - 2008
SEMINARIO Nº 11:
EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- Escriba la expresión de la constante de equilibrio (Kc y Kp) para las siguientes reacciones:
a) 2H2(g) + O2(g)
b) N2O4(g)
2 H2O(g)
2NO2 (g)
c) CH3OH (l)
CO(g) + 2H2(g)
d) PbO(s) + CO2(g)
PbCO3(s)
e) 4NH3(g) + 3 O2 (g)
2N2(g) + 6 H2O(g).
En cada caso indique, si se trata de un equilibrio homogéneo o heterogéneo y establezca las
diferencias entre ellos.
2.- Dada una reacción química en equilibrio, explique que deduce del valor numérico de la constante
de equilibrio en los siguientes casos: a) un valor muy grande de K; b) un valor muy pequeño de K, c)
un valor de K = 1.
3.- Para las reacciones dadas a continuación, escriba la expresión de la constante de equilibrio Kc e
indique, que relación existe entre ella y Kp. Aclare, en que casos, ambas constantes son iguales.
Cl2(g) +H2(g)
2 HCl(g)
N2(g)+ O2(g)
2 NO (g)
4 HCl(g) + O2(g)
2 Cl 2(g) + 2 H2O (g)
CO(g) + 2 H2(g)
CH3OH(g)
4.- Una muestra de yoduro de hidrógeno se coloca en un recipiente a 425°C, donde se descompone
en hidrógeno y yodo. La mezcla resultante se analiza y se encuentra que las concentraciones de
equilibrio son: [H2] = 4,79.10-4 M, [I2] = 4,79 10-4 y [HI] = 3,53.10-3 M.
a) Escriba la ecuación balanceada (reactivo y productos se encuentran en estado gaseoso) y calcule
el valor de Kc, b) establezca la relación que existe entre Kp y Kc y determine el valor de Kp.
5.- Conociendo que la constante de equilibrio Kc de la siguiente reacción, a T = 700°C, es 20,4:
SO2(g) + 1/2 O2(g)
SO3(g)
a) ¿Cuál será el valor de Kc de las siguientes reacciones, a la misma temperatura?.
SO3(g)
2SO2(g) + O2(g)
SO2(g) + 1/2 O2(g)
2 SO3(g)
b) determine el valor de Kp para la reacción:
2SO2(g) + O2(g)
2 SO3(g)
c) si la reacción del inciso b es exotérmica, indique en que dirección se desplazará el equilibrio y
cómo se modificará la constante de equilibrio (aumenta o disminuye), si la temperatura disminuye.
6.- Aplicando el principio de Le Chatelier indique, en que dirección se desplazan los siguientes
equilibrios, como consecuencia de los cambios que se indican en cada caso:
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a)
C(s) + CO2(g)
b)
N2O4(g)
c)
2NOBr (g)
d)
2 Fe (s) + 4 H2O(g)
e)
CaCO3(s)
j)
2SO2(g) + O2(g)
2CO(g)
∆H < 0
disminución de la temperatura
2NO2 (g)
aumento del volumen del recipiente
2 NO(g) + Br2(g)
disminución de la presión
Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)
CaO (s) + CO2(g)
agregado de hierro sólido
eliminación de CO2(g)
2 SO3(g)
agregado de un catalizador
7.- a) Considere la siguiente reacción exotérmica:
2CO(g) + O2(g)
2 CO2(g)
explique en qué dirección se desplazará el equilibrio cuando:
i) se añade CO2(g); ii) se disminuye la presión parcial de CO(g); iii) se incrementa el volumen del
recipiente de reacción; iv) se aumenta la presión; v) se incrementa la temperatura. Justifique su
respuesta, b) ¿ en cuál de los casos anteriores se modifica el valor de la constante de equilibrio?.
8.- La constante de equilibrio Kc para la reacción:
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g)
es menor a 400°C que a 600°C. Indique si la reacción es exotérmica o endotérmica.
9.- a) Cuando se hace reaccionar nitrógeno con hidrógeno se obtiene amoníaco (reactivos y
producto en estado gaseoso). Escriba la ecuación química de la mezcla en equilibrio; b) si para la
reacción anterior Kp = 4,34.10-3, a 300°C y Kp = 5,38.10-6,a 550°C, establezca si la reacción es
exotérmica o endotérmica; c) basándose en la respuesta del inciso anterior indique, si al enfriar la
mezcla se favorece, o no, la producción de amoníaco; d) ¿en qué condiciones de presión (alta, baja)
se debería trabajar, para favorecer la producción de una elevada cantidad de producto?. Justifique.
10.- Para la reacción de tostación de la pirita:
FeS2(s) + 11 O2(g)
2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)
∆H = -791 Kcal
Indique el efecto que tendrán, sobre la cantidad de hematita (Fe2O3) formada en el equilibrio
(aumento, disminución, ninguno), los siguientes cambios:
a) aumento de la presión en el del recipiente cerrado donde se lleva a cabo la reacción; b) agregado
de SO2; c) aumento de la temperatura; d) agregado de O2.
11.- En relación con la pregunta anterior, aclare en cuál de los siguientes casos, el valor numérico de
la constante de equilibrio Kc se verá afectado: a) disminución de la temperatura; b) aumento de la
presión; c) agregado de O2.
12.- Para la siguiente reacción, el valor de la constante Kp es 167,5 atm, a T = 1000°C:
C(s) + CO2(g)
2 CO(g)
¿Cuál será la presión parcial en el equilibrio del CO2(g), si la presión parcial en el equilibrio del
CO(g) es igual a 0,50 atm?.
13.- a) ¿Que relación existe entre ∆G y ∆G° para una dada reacción?; b) ¿qué relación existe entre
∆G° y la constante de equilibrio K?; c) ¿qué significado tiene un valor muy negativo de ∆G° en
relación con la proporción de productos y reactivos en el equilibrio?.
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14.-a) Calcule el valor de ∆G° (en KJ/mol) para la siguiente reacción:
N2(g) + O2(g)
2 NO(g)
si el valor de Kp es 4,5.10-31 a T = 25°C. (R = 8,314 J/mol.K).
b) de acuerdo con el valor obtenido, establezca si la reacción planteada es o no espontánea.
Fundamente su respuesta.
15.- Dadas las siguientes reacciones y los valores de sus constantes de equilibrio, a T = 25°C,
indique cual será el óxido de nitrógeno termodinámicamente más estable:
2 NO2(g)
N2(g) + 2 O2(g)
Kc = 6,7. 1016
2 NO (g)
N2(g) + O2(g)
Kc = 2,2. 1030
16.- En la reacción de hidrogenación del etileno (C2H4) para producir etano (C2H6), el valor de ∆G°
es -101 KJ a T = 25°C. Calcule el valor de Kp.
C2H4(g) + H2(g)
C2H6(g)
17.- El isooctano, un aditivo de la gasolina, se obtiene a escala industrial mediante la siguiente
reacción, la que requiere de un catalizador:
isobutano + isobuteno
isooctano
a) si a T = 25°C, la constante de equilibrio es 4,3.106, calcule el valor de ∆G°(KJ/mol), a esa
temperatura; b) si ∆G° = 68 KJ, a T = 800°C, determine el valor de la constante de equilibrio a esa
temperatura; c) compare los valores de las constantes a las dos temperaturas y establezca si la
reacción planteada es exotérmica o endotérmica; d) ¿cómo se compara la espontaneidad de la
reacción hacia la derecha, a T = 800°C, con la que se efectúa a T = 25°C; e) ¿cuál es el objetivo del
catalizador?. ¿Afecta éste, la reacción hacia la derecha más que la reacción hacia la izquierda?.
18.- La reacción del O2 con la hemoglobina de la sangre, que lo transporta, suele representarse de
manera simplificada por la siguiente ecuación:
Hb + O2(g)
HbO2
A una altura de 3000m la presión parcial de O2 es de 0,14 atm, en tanto que, a nivel del mar, es de
0,2 atm. A fin de evitar serios inconvenientes físicos, como fuertes dolores de cabeza, excesivo
cansancio etc, las expediciones geológicas, que implican el ascenso hasta, por ejemplo, 3000m de
altura, suelen realizarse en varias etapas. Explique en términos del equilibrio planteado este hecho.
19.- Una reacción vinculada con las emanaciones volcánicas puede representarse mediante la
siguiente ecuación:
PbS (s) + HCl (g)
PbCl2 (g) + H2S(g)
La constante de equilibrio de esta reacción, es del orden de 10-4 a 900°C, y del orden de 10-1 a
1200°C. a) calcule, para cada temperatura, el valor de la energía libre ∆G°(KJ/mol); b) especifique si
la reacción es exotérmica o endotérmica; c) ¿A cuál de las dos temperaturas la formación de galena
(PbS) a partir del gas volcánico se ve favorecida?
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