Tema 5 Cuestiones y problemas

Tema 5
Cuestiones y problemas
1.- A constante de equilibrio para a reacción:
H2(g) + CO2(g) → H2O(g) + CO(g) é Kc=l,6 a 986ºC
Un recipiente dun litro contén inicialmente unha mestura de 0,2 moles de
H2; 0,3 moles de CO2; 0,4 moles de auga e 0,4 moles de CO a 986ºC. (a)
Xustificar por qué esta mestura non está en equilibrio (b) Se os gases
reaccionan ata acada-lo estado de equilibrio a 986º, calcula-las
concentracións finais. (c) Calcula-la presión inicial e a presión final da
mestura gasosa. Dato: R=0,082 atm.L.K-1.mol-1.(SETEMBRO-2001)
2.- Introdúcense 0,2 moles de Br2(g) nun recipiente de 0,5 litros a 600ºC,
sendo o grao de disociación, nesas condicións, do 0,8%. Calcular as
constantes de equilibrio Kc e Kp. (XUÑO-2002).
3.- Nun recipiente de 250mL introdúcense 0,45gramos de N2O4(g) e
quéntase ata 40ºC, disociándose o N2O4(g) nun 42%. Calcule: (a) A
constante Kc do equilibrio:
N2O4 (g)
2 NO2 (g)
(b) Se se reduce o volume do recipiente á metade, sen varia-la presión ¿cal
será a composición da mestura no novo equilibrio?.(SETEMBRO-2002).
4.- Nunha vasilla de 10 litros mantida a 270ºC onde previamente se fixo o
baleiro, introdúcense 2,5 moles de PC15 e péchase hermeticamente. A
presión no interior comeza a elevarse debido á disociación do PC15 ata que
se estabiliza a 15,68 atm. Sabendo que a reacción é exotérmica, calcule: a) o
valor da constante Kc de dita reacción á temperatura sinalada; b) o nº de
moles de tódalas especies no equilibrio; c) sinala a influencia da temperatura
e da presión sobre o equilibrio. R=0,082 atm.Lmol-1K-l (XUÑO-2003).
5.- Nunha reacción A + B → AB, en fase gasosa, a constante Kp vale 4,3 á
temperatura de 250ºC e ten un valor de 1,8 a 275ºC. (a) Enuncie o principio
de Le Chatelier (b) Razoe se dita reacción é exotérmica ou endotérmica (c)
¿En qué sentido se desprazará o equilibrio ao aumentar a temperatura.?.
(XUÑO-2004).
6.- Ponse nun vaso con
fórmula xeral AB3, e
solubilidade do sal é
concentración de A3+ co
auga certa cantidade dun sal pouco soluble, de
non se disolve completamente. O produto de
Ks. (a) Deduza a expresión que relaciona a
produto de solubilidade do sal. b) A continuación
introdúcese no vaso unha cantidade dun sal soluble CB2. ¿Que variación
produce na solubilidade do sal AB3?.(XUÑO-2005)
7.- O COCl2 gasoso disóciase a unha temperatura de 1000K, segundo a
seguinte reacción:
COCl2 (g) = CO(g) + Cl2(g)
Cando a presión de equilibrio é de 1atm a porcentaxe de disociación de
COCl2 é do 49,2%. Calcular:(a) O valor de Kp (b) A porcentaxe de
disociación de COCl2 cando a presión de equilibrio sexa 5 atm a 1000
K?.(XUÑO-2005).
8.- (a) Escriba e nomee dous isómeros estruturais do 1-buteno; b) Para o
sistema gasoso en equilibrio N2O3 (g) → NO (g) + NO2 (g), ¿cómo afectaría
a adición de NO (g) ó sistema en equilibrio?. Razoe a resposta. (XUÑO–
2006)
9.- O produto de solubilidade do Mn(OH)2, medido a 25ºC, vale 4.10-14
Calcule:(a) A solubilidade en auga expresada en g/L.(b) O pH da disolución
saturada. (SETEMBRO-2006)
10.- Á temperatura de 35º C dispoñemos, nun recipiente de 310 cm3 de
capacidade, dunha mestura gasosa que contén 1,660 g de N2O4 en equilibrio
con 0,385 g de NO2.(a) Calcule a Kc da reacción de disociación do tetróxido
de dinitróxeno á temperatura de 35º C (b) A 150º C, o valor numérico de Kc
é de 3,20. ¿Cal debe ser o volume do recipiente para que estean en
equilibrio 1 mol de tetróxido e dous moles de dióxido de nitróxeno? Dato:
R=0,082 atm.L/K.mol. (XUÑO-2007)
11.- O cloruro de prata é un sal pouco soluble e a súa constante de produto
de solubilidade vale 1,8.10-10. (a) Escriba a ecuación química do equilibrio de
solubilidade deste sal e deduza a expresión para a constante do produto de
solubilidade (b) Determine a máxima cantidade deste sal, expresado en
gramos, que pode disolverse por litro de disolución. (XUÑO-2007)
12.- Calcule, a 25º C:
(a) A solubilidade en mg/L do AgCl en auga.
(b) A solubilidade en mg/L do AgCl nunha disolución acuosa que ten unha
concentración de ión cloruro de 0,10M.
Dato: O produto de solubilidade do AgCl a 25ºC es Ks=1,7.10-10.
(SETEMBRO-2007)
13.- Nun recipiente de 10,0 L introdúcense 0,61 moles de CO2 e 0,39 moles
de H2 quentando ata 1250º C. Unha vez alcanzado o equilibrio segundo a
reacción: CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g) analízase a mestura de gases,
atopando 0,35 moles de CO2. (a) Calcule os moles dos demais gases no
equilibrio (b) Calcule o valor de Kc a esa temperatura. (XUÑO-2008)
14.- Disponse dunha disolución saturada de cloruro de prata en auga.
Indique, razoadamente, qué sucedería se a esta disolución: (a) se lle
engaden 2 g de NaCl; (b) se lle engaden 10 mL de auga. (Setembro-2008)
15.- Nun recipiente de 5 L introdúcense 1,0 mol de SO2 e 1,0 mol de O2 e
quéntase a 727º C, producíndose a seguinte reacción:
2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g).
Unha vez alcanzado o equilibrio, analízase a mestura atopando que hai 0,15
moles de SO2. Calcule: (a) os gramos de SO3 que se forman (b) o valor da
constante de equilibrio Kc. (SETEMBRO-2008)
16.- Se consideramos a disociación do PCl5 dada pola ecuación:
PCl5(g)
PCl3(g) + Cl2(g) ∆ H < 0 .
Indique razoadamente qué lle acontece ao equilibrio: (a) ao aumentar a
presión sobre o sistema sen variar a temperatura; (b) ao diminuír a
temperatura; (c) ao engadir cloro. (XUÑO-2009)
17.- Un recipiente pechado dun litro, no que se fixo previamente o baleiro,
contén 1,998 g de iodo (sólido). Seguidamente, quéntase ata alcanzar a
temperatura de 1200ºC. A presión no interior do recipiente é de 1,33 atm.
Nestas condicións, todo o iodo se acha en estado gasoso e parcialmente
2I(g)
disociado en átomos:
I2(g)
(a) Calcule o grao de disociación do iodo molecular.
(b) Calcule as constantes de equilibrio Kc e Kp para a devandita reacción a
1200º C. Dato: R= 0,082 atm.L.K-1mol-1. (SETEMBRO-2009)
18.- O produto de solubilidade do cloruro de prata vale 1,70.10-10 a 25ºC.
Calcule: (a) a solubilidade do cloruro de prata (b) se se formará precipitado
cando se engaden 100 mL dunha disolución 1,00 M de NaCl a 1,0 L dunha
disolución 0,01 M de AgNO3. (SETEMBRO-2009)
19.- Como é coñecido, o ión prata precipita con ións Cl-, I- y CrO42-. Cos
seguintes datos: Kps(AgCl) = 1,7.10-10; Kps(Ag2CrO4) = 1,1.10-12 y Kps(AgI)
=8,5.10-17.
1.1. Explique razoadamente o que sucederá se se engade unha disolución
acuosa de nitrato de prata lentamente, a unha disolución acuosa que contén
os tres anións coa mesma concentración.
1.2. Indique os equilibrios e as expresións da constante do produto de
solubilidade para cada unha das reaccións entre o anión e o ión plata.
(XUÑO-2010)
20.- Considere o equilibrio: N2(g) + 3H2(g)
razoe qué lle acontece ao equilibrio se:
2.1. se engade hidróxeno.
2.2. se aumenta a temperatura.
2.3. se aumenta a presión diminuíndo o volume.
2.4. se retira nitróxeno. (SETEMBRO-2010)
2NH3(g) ∆H= -46 kJ·mol-1,
21.- O produto de solubilidade do ioduro de prata é 8,3.10-17. Calcule:
2.1. A solubilidade do ioduro de prata expresada en g·L-1
2.2. A masa de ioduro de sodio que se debe engadir a 100 mL de disolución
de 0,005 M de nitrato de prata para iniciar a precipitación do ioduro de
prata. (SETEMBRO-2010)
22.- Para el equilibrio CO(g) + Cl2(g) = COCl2(g), las concentraciones molares
en el equilibrio son 2; 2 y 18 para CO, Cl2 y COCl2, respectivamente.
Determine: a) La composición en el equilibrio cuando se duplica la
concentración de cloro si el volumen del recipiente es de 1 L b) La
composición en el equilibrio cuando el volumen del reactor se duplica,
manteniendo constante la temperatura.
23.- Una muestra de 0,10 moles de BrF5 se introduce en un recipiente de 10
L que, una vez cerrado, se calienta a 1500 ºC, estableciéndose el siguiente
equilibrio: BrF5(g) = 1/2 Br2(g) + 5/2 F2(g). Cuando se alcanza el equilibrio
la presión total es de 2,46 atmósferas. Calcule: a) El grado de disociación
del pentafluoruro de bromo b) El valor de la constante de equilibrio Kc
24.- Se tiene el siguiente equilibrio gaseoso: 2 CO + O2 = 2 CO2 ; ∆H = -135
kcal. Indique de un modo razonado cómo influye sobre el desplazamiento del
equilibrio: a) Un aumento de temperatura b) Una disminución en la presión c)
Un aumento en la concentración de oxígeno.
25.- Una mezcla gaseosa está constituida inicialmente por 7,9 moles de
hidrógeno y 5,3 moles de yodo en estado vapor. Se calienta hasta 450ºC y
se llega al equilibrio habiéndose formado 9,52 moles de HI. En un segundo
proceso, a la citada temperatura, y en un volumen de 2 L, se introducen 0,02
moles de hidrógeno y 0,02 moles de yodo. a) Calcule la constante de
equilibrio a 450ºC de la reacción: H2 (g) + I2 (g) = 2 HI (g) b) Cuál será el
grado de disociación en el segundo proceso.
26.- En el proceso Haber-Bosch para la síntesis de amoníaco tiene lugar la
reacción en fase gaseosa siguiente: N2 + 3 H2 = 2 NH3 ; ∆H = -92,6 kJ. a)
Explique cómo debe variar la presión, el volumen y la temperatura para que
el equilibrio se desplace hacia la formación de amoníaco) Comente las
condiciones reales de obtención del producto en la industria.
27.- La reacción N2O4 (g) = 2 NO2 (g) transcurre a 150ºC con una Kc=3,20.
a) ¿Cuál debe ser el volumen del recipiente en el que se realiza la reacción
para que estén en el equilibrio un mol de N2O4 (g) con dos moles de NO2 ? b)
Responder, razonadamente, si la siguiente proposición es cierta o falsa: " Un
cambio de presión en una reacción en equilibrio modifica siempre las
concentraciones de los componentes".
28.- El amoníaco a 537 K y presión total de 6 atmósferas está disociado en
un 60%. Calcule, en primer lugar la constante de equilibrio Kp y,
posteriormente, la constante Kc a esa temperatura.
29.- Para la reacción N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g); Kp = 4,3.10-3 a 300 ºC. a)
¿Cuál es el valor de Kp para la reacción inversa? b) ¿Qué pasaría a las
presiones en el equilibrio de N2 , H2 y NH3 si añadimos un catalizador? c)
¿Qué pasaría a la Kp, si aumentamos el volumen?
30.- El COCl2(g) se disocia a 1000 K según la reacción:
COCl2(g) = CO(g) + Cl2 (g).
a) Calcule Kp cuando la presión en equilibrio es 1 atm y el porcentaje de
disociación es del 49,2%. b) Si la energía libre estándar (a 25ºC y 1 atm) del
equilibrio de disociación es de ∆G = +73,1 kJ, calcule las constantes Kp y Kc
para el equilibrio anterior a 25ºC.
31.- Una muestra de 0,831 g de SO3 se coloca en un recipiente de 1,00 L y
se calienta a 1100 K. El SO3 se descompone en SO2 y O2 de acuerdo con la
reacción: 2 SO3 (g) = 2 SO2 (g) + O2 (g). En el equilibrio, la presión total en
el recipiente es de 1,300 atm. Calcule Kp y Kc.
32.- Una mezcla que contiene 10 moles de dióxido de azufre y 90 moles de
oxígeno se pone en contacto con un catalizador produciéndose la reacción 2
SO2 (g) + O2 (g) = 2 SO3 (g). El 90% del dióxido de azufre se transforma en
trióxido de azufre a 575ºC. Calcule la constante de equilibrio, Kp de la
reacción, si la presión total es de 1 atm.
33.- Se tiene el equilibrio: CO(g) + Br2 (g) = COBr2(g). Indique qué sucederá
cuando sobre este equilibrio se realicen las siguientes operaciones: a) Se
aumenta la presión b) Se añada CO(g) c) Se aumente el volumen del
recipiente en el que tiene lugar el proceso d) Se adicione un catalizador
34.- En el siguiente equilibrio: A (g) = B (g) + C (g), ∆H es negativo.
Considerando los gases ideales, razone hacia dónde se desplazará el
equilibrio y qué le sucederá a la constante de equilibrio en los siguientes
casos:
a) Si aumenta el volumen del recipiente a temperatura constante.
b) Si disminuye la temperatura.
35.- A la temperatura de 993 K y para el equilibrio siguiente, Kp vale 0,29
atm.
2 SO3 (g) = 2 SO2 (g) + O2 (g)
En un recipiente de 5 l. se introduce una masa de trióxido de azufre (SO3) y
se calienta hasta esa temperatura (993 K). Si la razón entre el número de
moles de SO3 y de O2 es 0,90, calcule la presión total y Kc. Dato: R = 0,082
atm · L / (mol · K)
36.- En un recipiente cerrado y vacío de 400 mL se introducen 1,280 g de
bromo y 2,032 g de yodo. Se eleva la temperatura a 150 ºC y se alcanza el
equilibrio:
Br2 (g) + I2 (g) = 2 BrI (g)
El valor de Kc a 150ºC es 280. Calcular:
a) El valor de Kp a 150ºC.
b) La presión total en el equilibrio.
c) Los gramos de yodo en el equilibrio.
Datos: Masas atómicas: Br = 80; I = 127; R = 0,082 atm · L / mol · K
37.- En un matraz de 2 litros se introducen 2 moles de N2 y 6 moles de H2,
calentándose la mezcla hasta 327ºC. A esta temperatura se establece el
equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g) . 2 NH3 (g)
Si la reacción tiene lugar en un 60%, calcula:
a) La concentración de cada especie en el equilibrio.
b) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrio.
c) ¿Cómo le afecta al equilibrio un aumento de la presión? Justifica la
respuesta.(Datos: R= 0,082 atm·l / K·mol)
38.- Para un determinado equilibrio químico en fase gaseosa se sabe que un
aumento en la temperatura provoca el desplazamiento de la reacción hacia la
izquierda mientras que un aumento de la presión provoca el desplazamiento
de la reacción hacia la derecha. Indica justificadamente de cuál de estos
tres equilibrios se trata: a) A + B = C + D, exotérmica; b) A + B = C,
endotérmica; c) 2 A = B, exotérmica.
39.- En un recipiente de 5 L se introducen 1,84 moles de nitrógeno y 1,02
moles de oxígeno. Se calienta el recipiente a 2.000 ºC y se establece el
siguiente equilibrio: N2 (g) + O2 (g) = 2NO (g).
En estas condiciones reaccionan 0,055 moles del nitrógeno existente. A
partir de estos datos calcula:
a) El valor de Kc a dicha temperatura.
b) La presión total en el recipiente, una vez alcanzado el equilibrio.
Datos: R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1.
40.- Se desea preparar 1 L de disolución saturada de carbonato de calcio a
una temperatura determinada. Calcula:
a) La solubilidad de la sal.
b) La cantidad mínima de carbonato de calcio para preparar la disolución
saturada. Datos: Ar (O) = 16 u; Ar (C) = 12 u; Ar (Ca) = 40 u; Kps = 4,8 · 10–9
41.- Supón el siguiente sistema en equilibrio:
UO2 (s) + 4 HF (g) ⇆ UF4 (g) + 2 H2O (g).
Explica razonadamente hacia donde se desplaza el equilibrio cuando:
a) Se adiciona UO2 (s) al sistema.
b) Se elimina HF (g).
c) Se aumenta el volumen del recipiente de reacción.
42.- A la temperatura de 650 K, la deshidrogenación del 2-propanol para
producir propanona, según la reacción:
CH3 – CHOH – CH3 (g) ⇆ CH3 – CO – CH3 (g) + H2 (g)
es una reacción endotérmica. Indica, razonadamente, si la constante de
equilibrio de esta reacción:
a) Aumenta al elevar la temperatura.
b) Aumenta cuando se utiliza un catalizador.
c) Aumenta al elevar la presión total, manteniendo constante la
temperatura.
43.- La solubilidad de hidróxido de magnesio (II) en agua es 9,6 mg · L–1 a
25 ºC. Calcula: a) El producto de solubilidad de este hidróxido insoluble a
esa temperatura. b) La solubilidad, a 25 ºC, en una disolución 0,1 M de
nitrato de magnesio (II). Datos: Ar(H) = 1 u; Ar(O) = 16 u; Ar(Mg) = 24,3 u.
44.- En un matraz de 1 L de capacidad se introducen 0,387 moles de N2 y
0,642 moles de H2, se calienta a 600 K y se establece el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g) ⇆ 2 NH3 (g),
encontrándose que se han formado, 0,06 moles de amoniaco. Calcula:
a) La composición de la mezcla gaseosa en el equilibrio.
b) Las constantes Kc y Kp a la citada temperatura.
Datos: R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1.
45.- Al calentar dióxido de carbono se descompone en monóxido de carbono
y oxígeno. A 480 ºC y 760 mm de Hg, por cada mol de dióxido de carbono se
obtiene 5,66·10–11 moles de oxígeno. Calcula el valor de Kc para la
descomposición de un mol de dióxido de carbono a esa temperatura.
Datos: R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1.
46.- La solubilidad del carbonato de plata a 25 ºC es de . 0,0032/100 g/mL
a) Calcula el producto de solubilidad de dicha sal.
b) Si se mezclan 30 mL de una disolución de carbonato de sodio 0,8 M con
450 mL de una de nitrato de plata 0,5 M, ¿se formará precipitado? En caso
afirmativo, ¿qué cantidad de sólido precipitará?
Datos: Ar (C) = 12 u; Ar (O) = 16 u; Ar (Ag) = 107,8 u.
47.- En un recipiente cerrado de 2 L se introducen 0,4 moles de dióxido de
carbono, CO2, y 0,6 moles de hidrógeno. Se calienta el recipiente a 1.500 ºC,
estableciéndose el equilibrio:
CO2 (g) + H2 (g) ֐ CO (g) + H2O (g).
Se analiza el contenido en dióxido de carbono y resulta ser de 6,16 g.
a) Calcula el valor de Kc a esa temperatura.
b) Calcula la presión final en el recipiente.
Datos: Ar(C) = 12 u; Ar(O) = 16 u; R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1.
48.- Se tiene el siguiente equilibrio:
CO2 (g) + H2 (g) ֐ CO (g) + H2O (g) ∆H < 0.
Razona cómo afectará al mismo:
a) Un aumento de temperatura.
b) Una reducción a la mitad del volumen del recipiente.
c) ¿Qué relación existe entre Kp y Kc en este equilibrio?