IES REY FERNANDO VI SAN FERNANDO DE HENARES DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA. Problemas de 2º Química Cinética y Equilibrio

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1 IES REY FERNANDO VI SAN FERNANDO DE HENARES DEARAMENO DE FÍSICA Y QUÍMICA roblemas de º Química Ciética y Equilibrio rofesor : Jesús Millá Crespo Grupo : Química º de Bachillerato Fecha : 7 de octubre de 14

2 1. Ciética roblemas resueltos Ciética 1. Razoe: a) Si puede deducirse, a partir de las figuras correspodietes, si las reaccioes represetadas e (I) y (II) so de igual velocidad y si, previsiblemete, será espotáeas. b) E la figura (III) se ha represetado ua reacció catalizada y la misma si catalizar. Señálese e la figura, (que deberá copiar e su pliego de exame), cuáles so la Ea y el H e el primer supuesto y cuáles e el segudo. c) or qué el empleo de u catalizador, o es u procedimieto válido para lograr que ua reacció o espotáea se produzca? a) A partir de las figuras (I) y (II) se deduce que la (II) trascurrirá más rápido que la (I) puesto que tiee meor eergía de activació E A. No se puede decir ada de su espotaeidad porque solo sabemos que la (I) es edotérmica (aspecto este que o favorece la espotaeidad) y la (II) es exotérmica. Necesitamos saber la ΔS e ambas reaccioes para predecir si es espotáea o o. La espotaeidad la determia la variació de eergía libre de Gibbs, ΔG y ΔG=ΔH-ΔS. E este caso solamete coocemos el primer térmio, cuado ΔG< diremos que la reacció es espotáea. b) Como se ha señalado e la figura (III) E a represeta la eergía de activació si catalizar y E a represeta la eergía de activació de la reacció catalizada. ΔH represeta la etalpía de reacció que es el mismo e ambos casos. c) U catalizador acelera ua reacció posible modificado su eergía de activació pero o hace posible u proceso imposible y o modifica la etalpía de reacció.

3 1. Ciética roblemas resueltos -.eiedo e cueta la gráfica adjuta que deberá copiar e su hoja de cotestacioes: a) Idique si la reacció es exotérmica o edotérmica. b) Represete el valor de H de reacció. c) Represete la curva de reacció al añadir u catalizador positivo. d) Qué efectos produce el hecho de añadir u catalizador positivo? a) La reacció es exotérmica porque el ivel de eergía de los reactivos es mayor que el de los productos y se libera eergía H. b) Se represeta e la gráfica. c) La curva al añadir el catalizador positivo sería como la curva e rojo. Dismiuye el valor de la eergía de activació, pero el valor de la etalpía de reacció se matiee. d) El hecho de añadir u catalizador dismiuye la eergía de activació y hace que la reacció trascurra más rápidamete. reactivos productos. Coteste las siguietes pregutas: a) Cuál es el cocepto de velocidad de reacció? b) E qué uidades se expresa? c) Qué factores ifluye e la velocidad de reacció? d) or qué u catalizador aumeta la velocidad de reacció? a) Es la variació e la cocetració de reactivos o productos por uidad de tiempo. b) Se mide e Mol L -1 s -1. c) Factores que iterviee e la velocidad de reacció: - La aturaleza de los reactivos que iterviee. - La cocetració de las distitas especies y su estado físico. - El grado de divisió de los reactivos. - La temperatura que aporta mayor eergía ciética y hace que los choques sea más eficaces. - La presecia de catalizadores. d) orque dismiuye la eergía de activació. 4. Los siguietes datos describe 4 reaccioes químicas del tipo A + B C + D Se desea saber: Eergía de a) Cuál es la reacció más rápida? activació b) Cuál o cuáles de estas reaccioes so (kj mol -1 ) espotáeas? c) Cuál es la reacció más edotérmica? d) Qué valores de la tabla podría G (kj mol -1 ) modificarse por la presecia de u catalizador e cualquiera de las situacioes ateriores? Justifique las respuestas. Se dibuja u pequeño diagrama para verlo más fácilmete. a) La reacció más rápida la que tega la eergía de activació más baja, la Reacció II. H (kj mol -1 ) Reacció I 1 -, Reacció II,5 5 -,8 Reacció III,7,7,6 Reacció IV 1,5 -,5 -,

4 Eergía potecial 1. Ciética roblemas resueltos - b) Será espotáeas las que tega ΔG<, las Reaccioes I y IV. c) La reacció más edotérmica la que tega la etalpía más positiva, la Reacció III. d) Solamete las eergías de activació se modifica co el uso de catalizadores. III I IV 5. Razoe si la velocidad de reacció depede de: a) Si el proceso es exotérmico. II b) Si el proceso es espotáeo. c) Si los elaces que se rompe so más fuertes que los Coordeadas de reacció que se forma. d) La temperatura y la presió a las que se realiza el proceso.. Dada ua reacció geérica: aa bb cc dd la velocidad de reacció se defie como la rapidez co que dismiuye la cocetració de reactivos o aumeta la de productos: d A d B d C d D VR a dt b dt c dt d dt m Ea R V k A B dode k Ae y m es el orde de reacció R a) Como se ve o depede de que el proceso sea edotérmico o exotérmico. b) ampoco depede de si el proceso es espotáeo o o. c) ara que ua reacció se produzca es ecesario que uos elaces se rompa y se forme otros uevos y la fortaleza de los elaces si ifluye e la rapidez co que se rompa y se forme, e realidad solamete depede de la fortaleza de los elaces de los reactivos. d) La velocidad de reacció si depede de la temperatura (está detro de la ecuació de Arrheius de la cotate ciética). Si la reacció es e fase gaseosa u aumeto de presió aumeta el úmero de colisioes y por tato aumeta tambié la velocidad de reacció. 6. ara la reacció e fase gaseosa ideal: A + B C + D Cuya ecuació ciética o ley de velocidad es v = k [A], idique como varía la velocidad de reacció: a) Al dismiuir al volume del sistema a la mitad. b) Al variar las cocetracioes de los productos, si modificar el volume del sistema. c) Al utilizar u catalizador. d) Al aumetar la temperatura. a) La velocidad de reacció solamete depede de la [A], si dismiuye el volume del sistema a la mitad, la de [A] se duplica y su velocidad tambié. b) No varía ya que la velocidad solo depede de la [A] y esta o se modifica. c) El uso de catalizadores dimiuye la eergía de activació y aumeta la velocidad aumeta porque aumeta la costate de velocidad. d) La velocidad de reacció depede de la temperatura, al aumetar la temperatura aumeta la velocidad de reacció. vr K A catalizador Ea K v K Ae Ea R Si K v R R

5 1. Ciética roblemas resueltos La ecuació de velocidad para el proceso de reducció de HCrO - 4 co HSO - e medio ácido es: v = k[hcro - 4 ] [HSO - ] [H + ] a) Idique las uidades de la costate de velocidad (k), b) Idique el orde total de la reacció y los órdees parciales correspodietes a las tres especies. c) Explique los factores que ifluye e la costate de velocidad de la reacció. d) Idique de qué forma se puede aumetar la velocidad de reacció, si variar la temperatura y la composició. a) eiedo e cueta que las uidades de la velocidad de reacció so mol L -1 s -1 y que las respectivas cocetracioes se mide e mol L -1. La uidad de la costate de velocidad es L mol - s -1. b) El orde total de reacció es 4 (la suma de los expoetes de la expresió de velocidad). Es de orde 1 respecto del ió HCrO 4, es de orde respecto al ió HSO y de orde respecto al ió H. c) Los factores que ifluye el la costate de velocidad está determiados por la ecuació Ea R de Arrheius k Ae. Así depederá de la eergía de activació y de la temperatura. d) Si o se varía la temperatura i la composició se puede utilizar u catalizador, de este modo dismiuye la eergía de activació y aumetado la velocidad de reacció. 8. La reacció e fase gaseosa A + B C + D es edotérmica y su ecuació ciética es: v k A. Justifique si las siguietes afirmacioes so verdaderas o falsas: a) El reactivo A se cosume más deprisa que el B. b) U aumeto de presió total produce u aumeto de la velocidad de la reacció. c) Ua vez iiciada la reacció, la velocidad de reacció es costate si la temperatura o varía. d) or ser edotérmica, u aumeto de temperatura dismiuye la velocidad de reacció. a) FALSO. Ambos se cosume a la vez. La velocidad de reacció se defie: d A d B v dt dt b) VERDADERO. Al aumetar la presió aumeta la cocetració de A. A A A A V R c) FALSO. La velocidad de reacció depede de la temperatura y de la cocetració de A. uesto que está va dismiuyedo a medida que se cosume el reactivo A, la velocidad de reacció tambié. d) FALSO. U aumeto de temperatura aumeta la velocidad de reacció dado que aumeta la costate de velocidad que segú la ecuació de Arrheius depede de la temperatura. Ea R k Ae 9. La reacció A + B C es u proceso elemetal, respoda razoadamete a las siguietes cuestioes: a) Cuáles so las uidades de la velocidad de reacció? b) Escriba la expresió de velocidad e fució de las cocetracioes.

6 1. Ciética roblemas resueltos - 5 c) Idique la molecularidad y los ordees parciales de reacció. d) Se modifica la velocidad de reacció si las cocetracioes iiciales de A y B se matiee costates pero cambia la temperatura del experimeto? da a) A partir de la defiició de velocidad de reacció: vr, las uidades de la velocidad dt de reacció so 1 1 mol L s, o cualquier otra uidad que exprese cocetració/tiempo. b) La expresió de la velocidad es: vr cocetracioes, por ser u proceso elemetal, será: d A d B d C dt dt dt vr k A B. y e fució de las c) La molecularidad es porque so el úmero de moléculas que reaccioa e el proceso elemetal. El orde parcial de reacció respecto de A es 1 y respecto de B es 1. Al ser u proceso elemetal los órdees parciales coicide co los expoetes de la ecuació de velocidad. El orde total es. d) Si porque la costate de velocidad de reacció depede de la temperatura segú la ecuació de Arrheius. Al aumetar la temperatura aumeta la velocidad de reacció, Ea R k Ae. 1. ara la reacció e fase gaseosa CO + NO CO + NO la ecuació de velocidad es v = k [NO ]. Justifique si so verdaderas o falsas las siguietes afirmacioes: a) La velocidad de desaparició del CO es igual que la velocidad de desaparició del NO. b) La costate de velocidad o depede de la temperatura porque la reacció se produce e fase gaseosa. c) El orde total de la reacció es dos. d) Las uidades de la costate de velocidad será mol L -1 s -1. a) VERDADERO. U mol de CO reaccioa co otro mol de NO. b) FALSO. La costate de velocidad depede de la temperatura segú la expresió de la Ea R ecuació de Arrheius. k Ae c) VERDADERO. orque es el expoete al que está elevadas las cocetracioes e la expresió de la velocidad. d) FALSO. La velocidad de reacció se mide e mol L -1 s -1 y la cocetració e mol L -1, de aquí se deduce que la costate de velocidad k se mide e L mol -1 s Se determió experimetalmete que la reacció A + B > sigue la ecuació de velocidad v = k[b]. Coteste razoadamete si las siguietes proposicioes so verdaderas o falsas. a) La velocidad de desaparició de B es la mitad de la velocidad de formació de. b) La cocetració de aumeta a medida que dismiuye las cocetracioes de los reactivos A y B. c) El valor de la costate de velocidad es fució solamete de la cocetració iicial de B. d) El orde total de reacció es tres. d A d B d a) FALSO. vr. So iguales A desparece a la vez que se forma. dt dt dt b) VERDADERO. Cuado se forma es porque desaparece A y B.

7 1. Ciética roblemas resueltos - 6 c) FALSO. No depede de la cocetració de igú reactivo o producto y si de la Ea R temperatura como muestra la ecuació de Arrheius k Ae. d) FALSO. El orde total de reacció es que tambié es el orde parcial respecto de B. 1. La reacció e fase gaseosa A + B C es ua reacció elemetal y por tato de orde respecto de A y de orde 1 respecto de B. a) Formule la expresió para la ecuació de velocidad. b) Idique las uidades de la velocidad de reacció y de la costate ciética. c) Justifique como afecta a la velocidad de reacció u aumeto de la temperatura a volume costate. d) Justifique como afecta a la velocidad de reacció u aumeto del volume a temperatura costate. a) La ecuació de velocidad. R v k A B b) Las uidades de la velocidad de reacció so: Las uidades de la costate de velocidad so: k v R -1-1 mol L s 1 1 mol L s = k = mol L s 1 mol L - -1 c) Segú la ecuació de Arrheius si aumetamos la temperatura aumeta la costate de velocidad y co ella la velocidad de reacció. v k A B dode k e R Ea R U aumeto de temperatura aumeta la eergía ciética media de las partículas que forma el sistema y por tato la probabilidad de que u choque llegue a ser efectivo. d) La velocidad es directamete proporcioal a la cocetració, y la cocetració es iversamete proporcioal al volume. Si se aumeta el volume, dismiuye la cocetració y por tato dismiuye la velocidad de reacció. 1. La velocidad de la reacció A + B C e fase gaseosa solo depede de la temperatura y de la cocetració de A, de tal maera que si se duplica la cocetració de A la velocidad de reacció tambié se duplica. a) Justifique para qué reactivo cambia más deprisa la cocetració. b) Idique los órdees parciales respecto de A y B y escriba la ecuació ciética. c) Idique las uidades de la velocidad de reacció y de la costate ciética. d) Justifique cómo afecta a la velocidad de reacció ua dismiució de volume a temperatura costate. a) or cada mol de A desaparece moles de B, luego es B el que varía su cocetració más rápidamete y el que ates se acaba. d A d B d C ambié a partir de la defiició de velocidad de reacció: vr se dt dt dt puede ver que la rapidez co la que desaparece de B es el doble que la desaparició de A y el d B d A d C doble que la formació de C. dt dt dt b) La expresió de la velocidad de reacció es: vr de A y de orde respecto de B. k A, por tato será de orde 1 respecto

8 1. Ciética roblemas resueltos - 7 c) Las uidades de la velocidad de reacció so siempre -1-1 v r mol L s que se deduce a partir de la defiició de velocidad de reacció. Las uidades de la costate de velocidad se deduce de la expresió de la ecuació ciética y so para este caso e particular -1 k s. d) Dismiuir el volume a temperatura costate es lo mismo que aumetar la cocetració y la velocidad de reacció aumeta al aumetar la cocetració de A. 14. La reacció X + Y X Y tiee ordees de reacció y 1 respecto a los reactivos X e Y, respectivamete. a) Cuál es el orde total de la reacció? Escriba la ecuació velocidad del proceso. b) Qué relació existe etre la velocidad de desaparició de X y la de aparició de X Y? c) E qué uidades se puede expresar la velocidad de esta reacció? Y la costate de velocidad? d) De qué factor depede el valor de la costate de velocidad de esta reacció? Razoe la respuesta. a) El orde de reacció es y la ecuació ciética es: R v k X Y. d X d Y d X Y b) A partir de la defiició de velocidad de reacció: vr, se dt dt dt comprueba que la velocidad co que desaparece X es el doble que co la que aparece X Y c) La velocidad de reacció se mide siempre e: v mol L s por la propia defiició de velocidad de reacció y la costate de velocidad se mide e: R k - -1 mol L s y esto se desprede de la ecuació ciética. d) Segú la ecuació de Arrheius la costate de velocidad depede de la Eergía de activació y de la temperatura. Al aumetar la temperatura aumeta la costate de velocidad y co ella la velocidad de reacció, k Ae Ea R 15. Cosiderado el diagrama de eergía que se muestra, para la reacció coteste razoadamete a las siguietes pregutas: a) Cuál puede ser la causa de la diferecia etre la curva 1 y la? b) ara cuál de las dos curvas la reacció trascurre a mayor velocidad? c) Qué les sucederá a las costates de velocidad de reacció si se aumeta la temperatura? d) La reacció es exotérmica o edotérmica? a) La presecia de u CAALIZADOR que dismiuye la eergía de activació. b) ara la porque tiee meor eergía de activació. c) Si se aumeta la temperatura, aumeta siempre las costates de velocidad de reacció Ea R como demuestra la expresió de la ecuació de Arrheius k Ae. d) La reacció es exotérmica, H. R 16. E las siguietes comparacioes etre magitudes termodiámicas y ciéticas idique qué parte de la afirmació es falsa y qué parte es cierta:

9 Eergía 1. Ciética roblemas resueltos - 8 a) E ua reacció exotérmica tato la etalpía de reacció como la eergía de activació so egativas. b) Las costates de velocidad y de equilibrio so adimesioales. c) U aumeto de temperatura siempre aumeta los valores de las costates de velocidad y de equilibrio. d) La presecia de catalizadores aumeta tato la velocidad de reacció como la costate de equilibrio. a) E ua reacció exotérmica la etalpía de reacció es egativa pero la eergía de activació siempre es positiva. b) Las costate de velocidad o so adimesioales pero si lo so las costates de equilibrio. c) U aumeto de temperatura aumeta las costates de velocidad (segú muestra la ecuació de Arrheius). Ea R vr Ae La costate de equilibrio depede de la temperatura segú la ecuació de Va t Hoff. K p1 H 1 1 l K p R 1 Y si la reacció es edotérmica u aumeto de temperatura aumeta la costate de equilibrio pero si es exotérmica u aumeto de temperatura dismiuye la costate de equilibrio. d) La presecia de catalizadores aumeta la velocidad de reacció porque dismiuye la eergía de activació pero o modifica la costate de equilibrio. 17. Mediate u diagrama de eergía-coordeada de la reacció, justifique e cada caso si la velocidad de reacció depede de la diferecia de eergía etre: a) reactivos y productos, e cualquier estado de agregació b) reactivos y productos, e su estado estádar c) reactivos y estado de trasició d) productos y estado de trasició. Dada ua reacció geérica: aa bb cc dd la velocidad de reacció se defie como la rapidez co que dismiuye la cocetració de reactivos o aumeta la de productos: d A d B d C d D VR a dt b dt c dt d dt m Ea R V k A B dode k Ae y m es el orde de reacció R a) FALSO. Represeta la etalpía de reacció cambiada de sigo, y la velocidad de reacció o depede de la etalpía. b) FALSO. No depede de igua etalpía. c) CIERO. Represeta la eergía de activació y la costate de velocidad depede de la eergía de activació. d) FALSO. ero puede ser cierto si cosideramos la velocidad de reacció iversa. Complejo activado Reactivos E a H R E a roductos Coordeadas de reacció

10 . Equilibrio roblemas resueltos - 9. Equilibrio 18. E la figura está represetadas las variacioes de Eergía otecial durate el trascurso de dos reaccioes químicas: Reacció A y Reacció B. De las siguietes proposicioes idique cua1es so correctas y cuales o lo so y porqué. a) La reacció A es edotérmica y la reacció B es exotérmica. b) La variació de etalpía e ambas reaccioes es la misma. c) La E de activació de la reacció A es mayor que la E de activació de la reacció B. d) U aumeto de etalpía e la reacció A aumeta la catidad de producto formada. e) U aumeto de temperatura e la reacció B icremeta la eergía ciética de las moléculas que iterviee e la reacció. a) VERDADERO. HRA y H RB. b) FALSO. E valor y e sigo. c) VERDADERO. Es la diferecia etre el máximo el orige. d) VERDADERO. El aumeto de temperatura favorece la reacció edotérmica (Le Chatelier). e) VERDADERO. Siempre que aumeta la temperatura aumeta la eergía ciética media de las moléculas del medio. 19. A 1 K cuado se establece el equilibrio etre CO (g), CO (g) y C (s) se determia que la presió total es 4,7 atmósferas. Calcúlese las presioes del CO y del CO e el equilibrio si a esta temperatura el valor de Kp = 1,7 y la presió de vapor del C (s) es despreciable. C( s) CO( g) CO( g) A partir de la defiició de Kp para el equilibrio cosiderado: x CO 4,7 1,7 CO xco Kp xco CO x CO x x 1 CO CO Y los valores de las fraccioes molares y las presioes parciales e el equilibrio so: x, 45 y,1 atm x CO CO,55 y,58 atm CO CO

11 . Equilibrio roblemas resueltos - 1. E u matraz de 1 litro se itroduce,1 moles de Cl 5 y se calieta hasta C, disociádose segú: Cl5( g) Cl( g) Cl( g) a C.Sabiedo que el grado de disociació es,9, Calcular: a) El úmero de moles de cada compoete e el equilibrio. b) La presió e el iterior del matraz. c) y Kp. Dado el equilibrio: Cl Cl Cl C 5( g) ( g) ( g) C(1 ) C C a) La cocetració iicial es: C V C V,1 1 a C Cl5 Cl,1(1,9) 1 1 moles 5 Cl5 Cl Cl,1, moles Cl Cl C,1 M b) La presió e el iterior del matraz es debida a todos los moles gaseosos y la determiamos a partir de la ley de los gases. R,19,8 57 V R 8,9 atm V 1 c) La expresió de las costates de equilibrio so: Cl Cl C,1,9,81 Cl 1 1,9 Cl5 5 p Kp Kp R Kp Cl Cl 1 ( ),81(, 8 57) 8, 6 1. La costate de equilibrio para la reacció: NO4( g) NO( g) vale = 5,8 1 - a 5 C. Calcule el grado de disociació, a esa temperatura, cuado la cocetració iicial es: a),1 mol L -1. b), mol L -1. c) Se cumple la ley de Le Chatelier? Justifíquelo. Dado el equilibrio de disociació: N O NO vale 5,8 1 a 98 K 4 ( g) ( g) C C(1 C Se defie la costate de equilibrio: a) Si C ( g) ( ) 4 NO C C NO C (1 (1 ) 4 ( g),4 (1,1 M 5,8 1 15

12 . Equilibrio roblemas resueltos - 11,8 b) Si C, M 5,8 1 5 (1 c) Si se cumple el pricipio de Le Chatelier puesto que al aumetar la cocetració iicial lo que aumeta realmete es la presió total ya que se trata de gases. El equilibrio se desplaza hacia dode meor sea el úmero de moles gaseosos. El equilibrio se desplaza hacia los reactivos, dismiuyedo el grado de disociació.. La costate de equilibrio para la disociació del petacloruro de fósforo e tricloruro de fósforo y cloro a ºC vale =,79. Calcule el grado de disociació (α) del Cl 5 a dicha temperatura si: a) Se coloca iicialmete,15 g de Cl 5 e u matraz de 1 litro. b) El matraz se ecotraba previamete lleo de Cl a la presió de 1 atm. c) Justifique si se cumple e el equilibrio aterior el pricipio de Le Chatelier. El equilibrio de disociació del Cl 5 es: iicial : Cl Cl Cl a 7 K y,79 C 5( g) ( g) ( g) equilibrio : C(1 Co Co a) La cocetració iicial es:,15/ 8,4 C C C,15 M V 1 La costate de equilibrio es: Cl( g) Cl( g) Co,15,79 Cl 1 1 5( g) b) Si el matraz se ecotraba previamete lleo de Cl a la presió de 1 atm, hay que determiar los moles de cloro que había iicialmete. V R 1 1,8 7,54 Cl Cl ( C, 54), 15, 54) o, c) Si, se cumple el pricipio de Le Chatelier, al aumetar la cocetració de producto el equilibrio se desplaza hacia los reactivos y el grado de disociació dismiuye.. E ua reacció química A + B C + D e la que se ha alcazado el equilibrio justifíquese cuál o cuáles, de los supuestos siguietes, so verdaderos o falsos: a) La cocetració de los productos C y D, o varía co el tiempo. b) El valor de G de la reacció alcaza el máximo valor egativo. c) Las velocidades de las reaccioes directa e iversa so iguales. d) La diferecia etre la eergía libre de los productos y los reactivos es cero. a) VERDADERO. Auque se trate de u equilibrio diámico e el que los reactivos reaccioa y se trasforma e productos y los productos reaccioa igualmete trasformádose e reactivos, la velocidad de reacció directa e iversa es igual y la cocetració e el equilibrio o varía. b) FALSO. E el equilibrio se cumple que G, es esta la codició de equilibrio. c) VERDADERO. A partir de la ciética de la reacció química podemos decir que el equilibrio se forma cuado la velocidad de reacció directa es igual a la velocidad de reacció

13 . Equilibrio roblemas resueltos - 1 iversa. v1 k v 1 A B 1 v C D K v k C D k A B k C D AB 1 d) VERDADERO. G G Gproductos Greactivos Gproductos G reactivos 4. E u recipiete de litros se itroduce moles de SO y 6 moles de O y se calieta a 1 K co lo que se alcaza el equilibrio: SO O SO. Sabiedo que e el equilibrio existe,5 moles de trióxido. Calcular la composició e el equilibrio, y Kp a esa temperatura. a) El equilibrio que tiee lugar es: SO O SO 1 K y V = L ( g ) ( g ) ( g ) 6 x 6 x x Existe,5 moles de SO( g ) e el equilibrio x,5 x,15 moles,5 SO, 5 moles y SO SO,15 M SO,75 SO O SO, 75 moles y SO SO 1,75 M,15 5,875 5,875 moles y 1,75,98 O O O,98 M,8 1 La costate de equilibrio Kp está relacioada co la. Kp ( R ),8 1 (,8 1) Kp, Coocido el valor de para el equilibrio: H ( g) N ( g) NH ( g), = 78 Calcula a la misma temperatura, el valor de la costate de equilibrio de las siguietes reaccioes: 1/ N / H NH, (a) a) ( g) ( g) ( g) b) NH ( g) N ( g) H ( g) Dado el equilibrio:, (b) ( g ) ( g ) ( g ) ( g) H N NH 78 y ( g) ( g) N NH H ( g) ( g) a) ara el equilibrio: 1 NH ( g) H( g) N( g) NH( g) ( a) 1/ / N H ( a) ( a) 7,98 b) Y para el equilibrio: N H 1 NH H N ( b) ( b) ( b) 1,8 1 NH ( g) ( g) ( g ) ( g ) ( g) ( g )

14 . Equilibrio roblemas resueltos El fosgeo, COC1, usado e la preparació del poliuretao, se obtiee a partir del CO Cl COCl. Ua mezcla e equilibrio a 95 C cotiee,1 moles de CO y ( g) ( g) ( g), moles de Cl por litro, así como cierta catidad de COCl. a) Si la de formació del fosgeo a 95 C vale 1, 1, cuál es la cocetració de COCl? b) Calcule el valor de Kp de la reacció aterior a esa temperatura. c) Cuáto valdrá la costate de disociació del fosgeo a esa temperatura? -1 Dato: R =,8 atm l mol -1 K a) La reacció de obteció de fosgeo a partir de moóxido de carboo a esa temperatura es u equilibrio homogéeo e fase gaseosa. CO( g) Cl( g) COCl( g) a 668 K y 1, 1 equil :,1, COCl CO ( g) Cl ( g) ( g) x x 1, 1 COCl( g),46 M,1, b) A partir de la relació etre las costates de equilibrio. 1 Kp ( R ) Kp 1, 1 (,8 668) Kp, 45 c) La costate de disociació del fosgeo será la costate correspodiete al equilibrio: ' COCl( g) CO( g) Cl( g) a 668 K y K c Dode ' se ve fácilmete que es 1 4 K ' c 8, Dado el equilibrio: 4 HCl (g) + O (g) H O (g) + Cl (g) ; H = (-) Razoe cual de las cuatro situacioes propuestas e la tabla adjuta daría lugar a u mayor redimieto e la preparació de cloro. - 1ª si se el equilibrio se desplaza hacia dode mayor umero de moles gaseosos para compesar la dismiució, hacia la 4ª izquierda. Si se el equilibrio se desplaza e el setido edotérmico, uevamete hacia la izquierda. - E el º caso se vería favorecido por el y tambié por la. - E el er caso se vería favorecido por el pero o así por el. - E el cuarto caso o ayuda la, auque si ayuda la. El caso más favorable sería el º y 8. La costate de equilibrio Kp de la reacció: N O 4 NO vale,671 a 45 C. Calcule la presió total e el equilibrio e u recipiete que se ha lleado co N O 4 a 1 atm y a dicha -1 temperatura. Datos: R =,8 atm l mo1-1 K El equilibrio e fase gaseosa de disociació del N O 4(g) es el siguiete: N O NO Kp,671 a 45 C 4( g) ( g) 1 - resió emperatura 1ª ª ª

15 . Equilibrio roblemas resueltos - 14 ( NO ) ( x) ( x) 1 - x x Kp Kp,671 x 1,14 atm (1 x) (1 x) ( NO 4) La presió del NO es,4 atm y la presió del N O es 8,79 atm ( NO ) 4 ( NO4 ) La presió total e el equilibrio es: 11, atm ( NO ) ( NO4 ) 9. A C y presió de 1 atm, el Cl 5 se disocia e Cl y Cl e u 48,5 %. Calcule: a) y Kp b) El grado de disociació a la misma temperatura pero a 1 atmósferas de presió. c) Explique e fució del pricipio de Le Chatelier si el resultado obteido e b) le parece correcto. -1 Datos: Masas atómicas del =,97; Cl = 5,5; R =,8 atm l K -1 mol a) Se platea el equilibrio de disociació del Cl 5 Cl Cl Cl o 5( g ) ( g ) ( g ) - - (1 ) (1 ) o o o o Kp Kp X X Kp X Cl( g ) Cl( g ) Cl( g ) Cl( g ) Cl5( g ) o o o (1 ) o (1 ) La relació etre la Kp y la es Cl 5( g ) Kp Cl( g) Cl( g) Cl5( g ), Kp Kp Kp (1 ) (1, 485 ) Kp,76 Kp ( R ) 7,9 1 R,8 47 b) Si se matiee costate la, la costate de equilibrio o varía.,76 1 Kp,76,177 (1 ) (1 ) c) Es correcto, al aumetar la presió el equilibrio se desplaza hacia la cotracció de volume, hacia la izquierda y dismiuye el grado de disociació.. Dada la siguiete reacció: N (g) + O (g) NO (g) H = 9,4 kj/mol; G = 86,7 kj/mol Justifique cuáles de las siguietes afirmacioes so ciertas: a) La reacció es espotáea de izquierda a derecha. b) La reacció es exotérmica de derecha a izquierda y u aumeto de temperatura desplaza al equilibrio a la derecha. c) El equilibrio se desplaza hacia la izquierda aumetado la presió. d) Kp pno p p. N O a) FALSO. La variació de eergía libre de Gibbs es positiva ΔG>, etoces la reacció o es espotáea.

16 . Equilibrio roblemas resueltos - 15 b) CIERO. La reacció tal como está escrita es edotérmica, luego de derecha a izquierda será exotérmica. Segú el pricipio de Le Chatelier u aumeto de temperatura desplaza el equilibrio e el setido edotérmico, hacia la derecha. c) FALSO. Segú el pricipio de Le Chetelier u aumeto de presió desplaza el equilibrio hacia el lado co meor úmero de moles gaseosos, y e este caso da lo mismo. d) CIERO. Esa es la expresió de la costate de equilibrio Kp. 1. Ua mezcla gaseosa costituida iicialmete por,5 moles de hidrógeo y,5 moles de yodo, se calieta a 4 C co lo que al alcazar el equilibrio se obtiee 4,5 moles de HI, siedo el volume del recipiete de reacció de 1 litros. Calcule: a) El valor de las costates de equilibrio y Kp. b) La cocetració de los compuestos si el volume se reduce a la mitad mateiedo costate la temperatura de 4 C. a) Sea el equilibrio de sítesis de HI a partir de sus elemetos e fase gaseosa. 4 º C H I HI ( g ) ( g ) ( g ),5,5-4,5,5 1,5,5- x,5- x x 4,5 x,5 y HI( g ) ; I( g ) = ; H ( g ) = La costate de equilibrio I HI ( g ) ( g ) H ( g ) 4,5,5 1,5 64,8 La costate de equilibrio Kp ( R ) Kp 64,8 ( R ) Kp 64,8 b) Dado que la presió o modifica el equilibrio, las cocetracioes de las distitas especies e el equilibrio cuado se dismiuye el volume a 5 L so: HI I 4,5 5 HI.9 M,5 = 5 I =,5 M 1,5 = 5 H =,5 M ( g) ( g) ( g) ( g) H ( g) ( g). El dióxido de itrógeo, de color pardo rojizo, reaccioa cosigo mismo (se dimeriza) para dar tetraóxido de diitrógeo, gas icoloro. Ua mezcla e equilibrio a C es casi icolora y a 1 C tiee u color pardo rojizo. a) Escriba el equilibrio químico correspodiete a la reacció de dimerizació. b) Es exotérmica o edotérmica la reacció de dimerizació? c) Qué ocurrirá si a 1 C se aumeta la presió del sistema? d) Escriba la expresió de la costate de equilibrio Kp, e fució del grado de disociació y de la presió total. a) El equilibrio es el siguiete: NO( g) NO4( g) b) Al aumetar la temperatura el equilibrio se desplaza e el setido edotérmico, e este caso hacia el NO ( g), rojizo y la reacció de dimerizació es exotérmica. c) Al aumetar la presió el equilibrio se desplaza e el setido e el que halla meor úmero

17 . Equilibrio roblemas resueltos - 16 de moles gaseosos, e este caso hacia el NO 4( g). d) La costate de equilibrio K p para éste equilibrio es: NO N O NO 4( g ) ( g) 4( g) N O x 4( g ) NO 4( g ) NO 4( g ) - Kp NO x ( g ) NO ( g ) NO x ( g ) NO ( g ) (1- ) y sustituyedo los valores e el equilibrio: Kp (1 ) (1 ) Kp (1- ) (1- ). A partir de la reacció: 4NH (g) + 5 O (g) 4 NO (g) + 6H O (g) a) Escriba las expresioes de las costates y Kp de la reacció. b) Establezca la relació etre los valores de y Kp e esta reacció c) Razoe cómo ifluiría e el equilibrio u aumeto de presió. d) Si se aumetase la cocetració de O explique e qué setido se desplazaría el equilibrio Se modificaría la costate de equilibrio? Dada la reacció: 4 NH 5 O 4 NO 6H O ( g ) ( g ) ( g ) ( g ) a) La expresió de las costates de equilibrio y Kp so: NO NH ( g ) H O NO ( g ) HO y la Kp ( g) O ( g) NH ( g) O( g) b) La relació etre ambas expresioes, teiedo e cueta la ley de los gases es: V R R C( R ) V Y sustituyedo e la Kp las presioes e fució de las cocetracioes se tiee: Kp 4 6 NO( g ) HO 4 5 NH( g) O( g ) ( g ) ( ) ( ) Kp NO R H O R Kp ( R ) NH R O R ( g) ( ) ( g) ( ) c) Segú el pricipio de Le Chatelier, u aumeto de la presió desplaza el equilibrio hacia dode halla meor úmero de moles gaseosos, e este caso hacia la IZQUIERDA. d) Segú el pricipio de Le Chatelier, u aumeto de la cocetració de reactivos/productos desplaza el equilibrio haciedo desaparecer este exceso de sustacia, e este caso hacia la DERECHA. 4. La reacció CO (g) + H O (g) H (g) + CO (g), tiee ua de 8,5 a 9 C. E u recipiete de 5 litros, se mezcla 1 moles de CO y 5 moles de H O a 9 C. Calcule e el equilibrio: a) Las cocetracioes de todos los compuestos. b) La presió total de la mezcla. Datos: R =,8 atm l mol -1 K -1. a) Dado el equilibrio:

18 . Equilibrio roblemas resueltos - 17 CO H O H CO 8,5 a 9 º C e 5 L (g) ( g ) ( g ) ( g ) x 5- x x x La costate de equilibiro será: x x = 8, 5 x 4,54 moles (1 x)(5 x) (1 x)(5 x) y las cocetracioes de las distitas especies e el equilibrio so: 1 x 1 4,54 CO CO CO,18 M x 5 4,54 H O H O H O,18 M 5 5 x 4,54 H H H,18 M 5 5 x 4,54 CO CO CO,18 M 5 5 b) La presió total es la debida al úmero total de moles gaseosos. 15 V R, ,71 atm 5 5. A 4 C y 1 atmósferas, el amoíaco coteido e u recipiete se ecuetra disociado e sus elemetos e u 8 %. Calcule: a) El valor de la presió e el recipiete si la disociació fuese del 5 %, si variar el volume i la temperatura. b) La temperatura que debería alcazar el recipiete para que la disociació volviera a ser del 8 %, si variar el volume i la presió aplicada e a). -1 Dato: R =,8 atm l mol -1 K El equilibrio de disociació del amoiaco es: NH N H a 4 º C y 1 atm,8 ( g ) ( g ) ( g) e el equilibrio (1 ) (1 ) 1 La cocetració e el equilibrio es: C C C,181 M V R,8 67 (1 ) Y la cocetració iicial: C,181 C(1,8) C,1 M V Cálculo de la cotate de equilibrio Kp K p p p x x 4 H N H N H N 7 K p pnh x 1 1 NH NH 16 1 Sustituyedo valores de,8 y 1 atm se tiee que K p 5, odemos calcular la a partir de la Kp o a partir del grado de disociació, será lo mismo. a) Cuáto habrá que modificar la presió para que,5

19 . Equilibrio roblemas resueltos ,5 Kp 5, 5, atm ,5 Y se comprueba que si se aumeta la presió el equilibrio se desplaza hacia los reactivos. b) Si ahora se matiee la presió 5, atm y se pretede coseguir u,8 de uevo cuál será e este caso la temperatura? E este caso el úmero de moles iiciales y e el equilibrio volverá a ser los mismos. 5,, K V R,8 Y la reacció deberá ser edotérmica puesto que al aumetar la temperatura el grado de disociació aumeta, como se desprede de la ecuació de Va t off. K p H l H,4 kj mol K R p El N O 4 gas se descompoe parcialmete a 45 ºC para dar NO gas. E u recipiete vacío, de u litro de capacidad, a 45 C se itroduce,1 moles de N O 4 alcazádose e el equilibrio ua presió de,18 atmósferas. Calcule: a) Las costates de equilibrio e fució de las presioes y de las cocetracioes. b) El grado de disociació del N O 4. Datos: R =,8 atm l mol -1 K -1. El equilibrio de disociació del N O 4 4 N O NO a 45 ºC e 1 L,1 -,1- x x 1 x V R,18 1 (,1 x),8 18 x, a) Las costates de equilibrio e fució de las presioes y de las cocetracioes. ( x) NO x NO ( ) (, ),18,1 x x Kp Kp Kp Kp,1 N,1,1, O x 4 NO x 4 x,1 x NO N O 4 ( x),1 x, 47 y se comprueba que Kp ( R ), 644 (, 8 18), 47 b) El grado de disociació del NO. 4,1- x,1(1- ),1-,,1(1- ),, Dado el equilibrio: A (g) A (g) H = 86 kj. Coteste razoadamete las cuestioes siguietes: a) Es estable la molécula de A? b) Cómo hay que variar la temperatura para favorecer u desplazamieto del equilibrio hacia la derecha? c) Cómo ifluiría u aumeto de presió e el valor de Kp? d) Cómo afectaría u aumeto de presió e la disociació de A?

20 . Equilibrio roblemas resueltos - 19 a) La estabilidad va a depeder de si el proceso se desplaza hacia los reactivos o hacia los productos, y esto implica coocer el valor de ΔG para esta reacció, puesto que esta variable es la que determia hacia dode se desplaza el equilibrio. Si ΔG> si sería más estable la moléculas A. ΔG= ΔH-ΔS ΔH>, porque la reacció es edotérmica. ΔS>, porque se disocia la molécula y aumeta el desorde molecular. A bajas temperaturas ΔG> y la molécula A es más estable. A altas temperaturas ΔG< porque domia el térmio atrópico y la molécula A es meos estable b) Segú el pricipio de Le Chatelier au aumeto de temperatura desplaza la reacció e el setido edotérmico. Como esta reacció es edotérmica u aumeto de temperatura desplaza el equilibrio hacia la derecha. c) No ifluye. La costate de equilibrio solamete es fució de la temperatura. d) Segú el pricipio de Le Chatelier au aumeto de presió desplaza la reacció e el setido e el que se produzca ua cotracció de volume, meor úmero de moles gaseosos. E esta reacció u aumeto de presió desplaza el equilibrio hacia la izquierda, se disocia meos. 8. Se itroduce,1 moles de SbCl 5 e u recipiete de 1 litro, se calieta a 18 C y se produce su disociació: SbCl 5 (g) SbCl (g) + Cl (g), quedado cuado se alcaza el equilibrio,87 moles de SbCl 5. Calcule: a) La costate de equilibrio. b) Las cocetracioes de los compoetes e el equilibrio, si, se aumeta el volume de 1 a litros, mateiedo la temperatura costate. c) La presió total de la mezcla e las codicioes fiales del apartado b). -1 Dato: R =,8 atm l.mol -1 K Se trata de estudiar el equilibrio: SbCl5( g ) SbCl( g ) Cl( g) a 455 K e 1L iicialmete,1 - - equilibrio,1,1- x, 87,1- x x, 1 SbCl5( g ) eq x x x a) La costate de equilibrio. SbCl ( g) Cl( g),1,1 SbCl Cl V V 1 1 1,94 1 SbCl,87 5( g ) SbCl5( g ) V 1 ( g) ( g) b) U aumeto de volume es lo mismo que ua dismiució de presió y el equilibrio se desplaza hacia la derecha (mayor úmero de moles gaseosos). iicialmete, 87 SbCl SbCl Cl 5( g ) ( g ) ( g ),1,1 equilibrio,87 x,1+ x,1+ x, 1 x 1,94 1 x, 8,87 x a 455 K e L

21 . Equilibrio roblemas resueltos - La solo se ve modificada por la temperatura. SbCl ( g) Cl( g),1 x,1 x SbCl( g) Cl( g) V V 1,94 1 SbCl,87 5( g ) SbCl x 5( g ) V Las cocetracioes e el uevo equilibrio so: SbCl SbCl Cl 5( g) ( g) ( g) equilibrio, 79,1,1,79 SbCl5( g) SbCl 5( g),6 M,1 SbCl Cl SbCl Cl c) La presió total del sistema es: ( g ) ( g ) ( g ) ( g ) 7 1 M,11 V R, ,5 atm 9. A 5 C, la costate de equilibrio para la disociació del petacloruro de fósforo e tricloruro de fósforo y cloro, todo e estado gaseoso, vale K =,41. Si e u matraz de dos litros se itroduce 1 mol de petacloruro y se calieta a 5 C, calcule: a) La catidad de petacloruro que permaece si disociar, ua vez establecido el equilibrio. b) La presió total e el iterior del matraz e las codicioes de equilibrio. Datos: R =,8 atm l mol -1 K -1. a) El equilibrio de sisociació del petacloruro de fosforo es: Cl Cl Cl a 5 ºC 1 1 5( g ) ( g ) ( g) x x x,41 e L x x Cl ( g) Cl( g) x,41 x,48 moles Cl 1 x (1 x) 5( g) Queda si disociar e el equilibrio 1-,48,75 moles de Cl b) La presió total es debida al úmero total de moles gaseosos. R (1, 48),8 5 V R V 5( g ) 6,76 atm 4. ara los siguietes equilibrios: 1º N O 5(g) 4 NO (g) + O (g) N (g) + H (g) NH (g) H CO (ac) H + (ac) + HCO - (ac) 4 CaCO (s) CaO (s) + CO (g) a) Escriba las expresioes de y Kp. b) Razoe qué sucederá e los equilibrios 1 y si se aumeta la presió a temperatura costate.

22 . Equilibrio roblemas resueltos - 1 a) Expresió de las costates de equilibrio y Kp. 4 4 NO( g) O ( ) NO g ( g) O( g) 5( g ) ( g ) ( g ) NO 5( g ) NO 5( g ) 1º ) N O 4 NO + O Kp NH ( g ) NH( g ) ( g ) ( g ) ( g ) N( g) H ( ) N g ( g) H( g) ) N H NH Kp ) H CO H HCO ( ac) ( ac) ( ac) HCO H ( ac) ( ac) ( s) ( s) ( g ) ( g ) CO( g ) CO H ( ac) 4 ) CaCO CaO CO CO Kp Kp, o tiee setido b) Al aumetar la presió, segú el pricipio de Le Chatelier, el equilibrio se desplaza e el setido de ua cotracció de volume. - E el equilibrio 1 el equilibrio se desplaza hacia la izquierda. - E el equilibrio el equilibrio se desplaza hacia la derecha. 41. Cosidere el equilibrio NOBr (g) NO (g) + Br (g). Razoe como variará el úmero de moles de Br e el recipiete sí: a) se añade NOBr b) se aumeta el volume del recipiete c) se añade NO d) se poe u catalizador. Dado el equilibrio: NOBr NO Br ( g) ( g) ( g) a) Si se añade NOBr el equilibrio se desplaza e el setido de dismiuir el exceso de cocetració de NOBr y producir Br. AUMENA el úmero de moles de Br. b) Si se aumeta el volume del recipiete es lo mismo que dismiuir la presió y el sistema evolucioa geerado mayor úmero de moles gaseosos que recupere la presió. AUMENA el úmero de moles de Br. c) Si se añade NO el sistema evolucioa haciedo dismiuir este exceso y cosumiedo Br. DISMINUYE el úmero de moles de Br. d) NO VARIA el úmero de moles de Br. U catalizador hace que ua reacció vaya más rápidamete pero o afecta al equilibrio. 4. Cosidere la reacció CO (g) + H (g) CO(g) + H O(g). Al mezclar iicialmete 49, moles de CO y 5,7 moles de H, a la temperatura de 1 K, se ecuetra ua composició e el equilibrio de 1,4 moles de CO,,8 moles de H, 7,9 moles de CO y 7,9 moles de H O. a) Determie el valor de. b) Calcule la composició de la mezcla e el equilibrio cuado se parte iicialmete de 6 moles de CO y 4 moles de H e las mismas codicioes. a) Dado el equilibrio CO H CO H O E el equilibrio ( g) ( g) ( g) ( g) 49, 5, ,- x 5,7 - x x x 99,7

23 . Equilibrio roblemas resueltos - 1, 4 1, 4 49,- x x 7,9 7,9 x 7,9 CO( g) CO( g),8,8 5,7 - x x 7,9 7,9 x 7,9 H( g) H O( g) CO ( g) H O( g) CO ( g) H O ( ) CO g ( g) H O( g) 7,9 V V CO 1, 4,8 ( g) H ( g) CO ( g) H ( g) CO ( g) H( g) V V b) Si ahora se parte iicialmete de: CO H CO H O CO ( g) H O( g) x 1,59 x 6, 67 (6 x) (4 x) CO( g) H( g) ( g ) ( g ) ( g) ( g) Y la composició fial de la mezcla e el equilibrio es: 6,67 moles;, moles; 1, moles CO( g ) H O( g ) CO( g ) H( g ) 1, x 4 - x x x 1 4. E u recipiete cerrado tiee lugar la reacció ½ H (g) + ½ F (g) HF (g), co u Hº de - 7,9 kj mol -1, justifique qué le ocurrirá al equilibrio si se efectúa las modificacioes siguietes: a) se añade u mol de F permaeciedo costates la temperatura y el volume del recipiete b) se dismiuye el volume del recipiete c) se itroduce u mol de helio si variar la temperatura i el volume del recipiete d) se eleva la temperatura, mateiedo la presió costate. a) Si se aumeta la cocetració de u reactivo, mateiedo costate la presió y la temperatura, el equilibrio se desplaza e el setido de cosumir este exceso y desplazarse hacia los productos. El equilibrio se desplaza hacia LA DERECHA. b) Si se dismiuye el volume del recipiete se aumeta la presió del sistema y el equilibrio evolucioa haciedo dimiuir este exceso de presió, hacia el miembro de la reacció que tega meor úmero de moles gaseosos. Y el equilibrio NO SE MODIFICA. c) Si se añade u mol de helio, se está añadiedo moles de gas ierte que úicamete aumeta la presió y ocurre igual que ates. El equilibrio NO SE MODIFICA. d) Dado que el proceso es exotérmico y u exceso de temperatura favorece los procesos edotérmicos, si se aumeta la temperatura a presió costate el equilibrio evolucioa hacia LA IZQUIERDA. 44. Cosidere la reacció N O 4(g) NO (g). Calcule: a) Kp, a 5 C y 1 atm, si el compuesto N O 4 está disociado e u 5% b) H de la reacció, sabiedo que las etalpías de formació de NO y N O 4 so -5,16 y - 96,14 kj mol -1, respectivamete.

24 . Equilibrio roblemas resueltos - a) Dado el equilibrio: N O NO 4( g) ( g) - (1,5),5 (1,5) y la Kp X NO ( g) NO ( g) 1 Kp Kp Kp X,5 1,5 NO4( g) NO4( g) NO( g ) NO 4( g ) 1, b) La etalpía de reacció H H H H H H H R i fi i fi R f ( NO( g) ) f ( NO4( g) ) productos reactivos ( 5,16) ( 96,14) H 4,18 kj mol -1 R R 45. ara la reacció: Sb O 5 (g) Sb O (g) + O (g), se cumple que H >. Explique qué le sucede al equilibrio si: a) Dismiuye la presió a temperatura costate. b) Se añade Sb O a volume y temperatura costates. Explique qué le sucede a la costate de equilibrio si: c) Se añade u catalizador a presió y temperatura costates. d) Aumeta la temperatura. a) Al dismiuir la presió el equilibrio se desplaza hacia el mayor úmero de moles gaseosos, hacia la DERECHA. b) Si se añade u producto el equilibrio se desplaza cosumiédolo, hacia los reactivos, hacia la IZQUIERDA. c) La presecia de u catalizador o modifica i el equilibrio, i la costate de equilibrio, solo aumeta la velocidad de reacció co la que se alcaza el equilibrio. La costate de equilibrio solo es fució de la temperatura. d) Si aumeta la temperatura el equilibrio se desplaza e el setido edotérmico y e este caso hacia la DERECHA. 46. La costate de equilibrio,, para la reacció: N (g) + O (g) NO (g) vale 8,8 1-4, a K. a) Si moles de N y 1 mol de O se itroduce e u recipiete de litros y se calieta a K, calcule los moles de cada especie química e el equilibrio. b) Calcule las uevas cocetracioes que se alcaza e el equilibrio si se añade al recipiete aterior 1 mol de O. a) A partir del equilibrio propuesto: N O NO -4 8,8 1, a K, V L ( g ) ( g ) ( g ) 1 NO -4 x - x 1- x x 8,8 1 N O ( x)(1 x) Dado que la costate de equilibrio es pequeña x se puede despreciar frete a 1 y y su resolució es más fácil:

25 . Equilibrio roblemas resueltos - 4 x, (la solució exacta sería x.65) x 1,98 moles ; 1 x,98 moles ; x,4 moles N N O O NO NO b) lateado el equilibrio a partir de las uevas codicioes y añadiedo 1 mol de O : -4 N O NO 8,8 1, a K, V L ( g ) ( g ) ( g) 1,98,98 1 NO -4,4 y 1,98- y 1,98- y,4+ y 8,8 1 N O (1,98 y) y,1 1,98- y 1,97 moles ;,4 y,6 moles N O N O NO NO 47. Se establece el siguiete equilibrio e u recipiete cerrado:. Cl (g) + H O (g) 4 HCl (g) + O (g) H= 11 kj Razoe cómo afectaría a la cocetració de O : a) la adició de Cl b) el aumeto del volume del recipiete c) el aumeto de la temperatura d) la utilizació de u catalizador. a) Al aumetar la cocetració de u reactivo (Cl ) el equilibrio evolucioa cosumiédolo y formado productos. Etoces AUMENA la cocetració de O. b) Al aumetar el volume del recipiete dismiuye la presió total del sistema y el equilibrio evolucioa compesado esta falta de presió e el setido e el que sea mayor el úmero de moles gaseosos. Etoces AUMENA la cocetració de O. c) Al aumetar la temperatura el equilibrio evolucioa e el setido edotérmico, elimiado el exceso de calor aportado. Etoces AUMENA la cocetració de O. d) U catalizador o modifica el equilibrio, solamete aumeta la velocidad de reacció y el equilibrio se alcaza e meos tiempo. Etoces la cocetració de O se matiee CONSANE. 48. ara la reacció NO (g) + SO (g) NO (g) + SO (g) a 5 K, las cocetracioes e el equilibrio so [NO ]=, mol L -1, [SO ]=,6 mol L -1, [NO]=4, mol L -1 y [SO ]=1, mol L -1. a) Calcule el valor de las costates de equilibrio y Kp. b) Calcule las uevas cocetracioes e el equilibrio si a la mezcla aterior, coteida e u recipiete de 1 litro, se le añade 1 mol de SO mateiedo la temperatura a 5 K. a) Dada la reacció: NO SO NO SO a 5 K ( g) ( g) ( g ) ( g ) ( g ) ( g ) equilibrio, M,6 M 4, M 1, M NO( g) SO( g) 4, 1, NO SO,,6 Kp R como Kp 4 b) Si se añade 1 mol de SO, el equilibrio se desplaza hacia los productos, hacia la derecha. 4

26 . Equilibrio roblemas resueltos - 5 NO SO NO SO ( g ) ( g ) ( g) ( g) uevo eq, x 1, 6 x 4+ x 1, x a 5 K NO( g) SO( g) x x NO SO ( g) ( g) (4 ) (1, ) 4 x,11 (, x)(1,6 x) NO ( g ) 4,11 mol/l; SO 1,1 mol/l; NO, 9 mol/l; SO 1, 49 mol/l ( g ) ( g) ( g) 49. Justifique si las siguietes afirmacioes so ciertas o falsas: a) U valor egativo de ua costate de equilibrio sigifica que la reacció iversa es espotáea. b) ara ua reacció exotérmica, se produce u desplazamieto hacia la formació de productos al aumetar la temperatura. c) ara ua reacció a temperatura costate co igual úmero de moles gaseosos de reactivos y productos, o se produce desplazamieto del equilibrio si se modifica la presió. d) ara ua reacció a temperatura costate dode úicamete so gases los productos, el valor de la costate de equilibrio dismiuye cuado dismiuimos el volume del recipiete. a) FALSO. La costate de equilibrio es el cociete etre cocetracioes o etre presioes de productos y reactivos o tiee setido u valor egativo. b) FALSO. Segú el pricipio de Le Chatelier u aumeto de temperatura favorece el proceso edotérmico. c) CIERO. Segú el pricipio de Le Chatelier u aumeto de presió desplaza el equilibrio hacia ua cotracció de volume que e este caso o lo hay. d) FALSO. La costate de equilibrio solo depede de la temperatura. 5. El equilibrio Cl 5 (g) Cl (g) + Cl (g) se alcaza caletado g de petacloruro de fósforo hasta C e u recipiete de medio litro, siedo la presió fial de atm. Calcule: a) El grado de disociació del petac1oruro de fósforo. b) El valor de Kp a dicha temperatura. Datos: R =,8 atm l mol -1 K -1 ; Masas atómicas: Cl = 5,5; = 1,. a) lateado el equilibrio de disociació. Cl5( g) Cl( g) Cl( g) ( Cl5) ( Cl5), 14 8,5 - - o (1 ) (1 ) o o o o V R,5,14 (1 ),8 57,49 b) El valor de Kp. Cl Cl x Cl x Cl Cl Cl Kp Kp x Cl5 Cl5 Cl5,48 Kp,6 Kp Kp 1 1, 48 o o o (1 ) o (1 ) 51. Razoe si so correctas o icorrectas las siguietes afirmacioes:

27 . Equilibrio roblemas resueltos - 6 a) E ua reacció química o puede ser uca G =. b) G es idepediete de la temperatura. c) La reacció o es espotáea si G >. d) La reacció es muy rápida si G <. a) FALSO. Cuado G = se alcaza el equilibrio. b) FALSO. G = H- S y por tato depede de la temperatura cuado S. c) CIERO. E los procesos a costate G dismiuye. d) FALSO. La espotaeidad de ua reacció o dice ada de su ciética, de su velocidad. 5. E u recipiete cerrado de volume costate igual a L y a la temperatura de 5 K se itroduce 1 mol de N O 4 (g). Este gas se descompoe parcialmete segú la reacció N O 4 (g) NO (g), cuya costate de equilibrio Kp vale,49 a dicha temperatura. a) Calcule el valor de la costate de equilibrio,. b) Determie las fraccioes molares de los compoetes de la mezcla e el equilibrio. c) Cuál es la presió total cuado se ha alcazado el equilibrio? Dato: R =,8 atm l mol -1 K -1. N O NO 5 K; V = L; Kp=,49 4( g) ( g) 1 1- x x 1 x a) Kp R,49, 8 5 9,96 1 b) A partir de la costate de equilibro se calcula la composició de cada especie e el equilibrio. x NO ( g ) V 4x 4x 9,96 1 x, 8 NO 1 x V (1 x) (1 x) 4( g ) V Y las fraccioes molares de los distitos compoetes so: NO 1 x 1, 8 4 xn,656 O x 4 NO x 4 NO4 1 x 1, 8 x,8 x x x NO NO NO NO 1 x 1, 8,44 c) La presió total será proporcioal al úmero ce moles gaseosos. R R,8 5 (1 x) (1,8) p 1,7 atm V V 5. El yoduro de hidrógeo se descompoe a 4 ºC de acuerdo co la ecuació: HI (g) H (g) + I (g), siedo el valor de =,156. Ua muestra de,6 moles de HI se itroduce e u matraz de 1 L y parte del HI se descompoe hasta que el sistema alcaza el equilibrio. a) Cuál es la cocetració de cada especie e el equilibrio? b) Calcule Kp. c) Calcule la presió total e el equilibrio. Datos: R =,8 atm l mol -1 K -1 ;

28 . Equilibrio roblemas resueltos - 7 a) Segú el equilibrio de disociació del yoduro de hidrógeo, coocida la costate de equilibrio, las variables de estado (, V, ) y la cocetració iicial se pide determiar la cocetració de las distitas especies e el equilibrio. HI H I,156 ( g ) ( g ) ( g ) iic :,6 - - H( g) I( g) equil :, 6 - x x x dode y sustituyedo valores HI H( g ),6 M,156 x x,6 I ( g ) (, 6 x),6 M HI,48 M ( g ) ( g ) b) A partir de la relació etre la y la Kp se determia ésta última. Kp ( R ) como = Kp, 156 c) La presió total e el equilibrio será debida al úmero total de moles e el equilibrio. R,6,8 67 V R,11 atm V La reacció de obteció de polietileo a partir de eteo: CH =CH (g) [-CH -CH -] (s), es exotérmica: a) Escriba la expresió de la costate de equilibrio, Kp. b) Qué tipo de reacció de polimerizació se produce? c) Cómo afecta u aumeto de la temperatura a la obteció de polietileo? d) Cómo afecta u aumeto de la presió total del sistema a la obteció de polietileo? a) E la costate de equilibrio Kp solo iterviee gases. Kp 1 CHCH( g ) y va a depeder del grado de polimerizació. b) Se trata de ua reacció de adició al doble elace. c) uesto que se trata de ua reacció exotérmica, segú el pricipio de Le Chatelier, u aumeto de temperatura favorece el proceso edotérmico y la reacció se desplazará hacia la izquierda dismiuyedo la producció de polímero. d) uesto que se trata de ua reacció co dismiució del úmero de moles gaseosos, segú el pricipio de Le Chatelier, u aumeto de presió favorece la cotracció de volume y la reacció se desplazará hacia la derecha, aumetado la formació de polímero. 55. E u reactor de 1 litro, a temperatura costate, se establece el equilibrio NO + SO NO + SO, siedo las cocetracioes molares e el equilibrio: [NO ]=,, [SO ]=,6, [NO]=4, y [SO ]=1,. a) Calcular el valor de la a esa temperatura b) Si se añade,4 moles de NO Cuál será la ueva cocetració de reactivos y productos cuado se establezca de uevo el equilibrio?