1. Dado el equilibrio de disociación del cloruro nitrosilo.
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- Bernardo Belmonte Nieto
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1 0/07/009 Química ªBachiller. Dado el equilibrio de disociación del cloruro nitrosilo. NOCl(g) NO + Cl ΔΗ 8KJ / mol Razone que efecto producirán en el los siguientes cambios. a)aumentar la presión b)aumentar la temperatura c)aumentar la concentración de cloro a).al aumentar la presión disminuye el volumen y la reacción se desplazara hacia la izquierda, porque es donde menos volumen hay y para contrarrestar el aumento de presión. b).al aumentar la temperatura una reacción exotérmica no se ve favorecida, por lo tanto la reacción se desplazara hacia la izquierda. c) Al aumentar la concentración de cloro(nuerador ), Kc [ NO] [ Cl ] [ NOCl] denominador, haciendo que la reacción se desplace hacia la izquierda., también se tiene que aumentar el 3- El tetraóxido de dinitrogeno es un combustible importante de los combustibles de cohete.a ºC es un gas incoloro, que se disocia parcialmente en NO, un gas marrón rojizo. La constante de equilibrio Kc Una muestra de,3g N O 4 (g) se deja que alcance el equilibrio con NO en un matraz de 0,0 litros a º Calcule los gramos que habrá al final de los dos gases en equilibrio. N O4 NO Mol iniciales,3g 0,0m / L 9g / mol 0 [Inicial] 0,0 0, 0 0, 0 [Equilibrio] 0,0-x x [Final] 0,0-0,0070,043 0,007x 0,04 Kc 4,6 0 (x) 0,0 x 4,6 0,3 0 4 (0,0 x) (x) 4,6 0 x 4x 4 4x 4,6 0 x +,3 0 0 x 0,007 mol/l 0,04mol 46g gdeno 0,L 0,3gNO L mol 0, ,L,97gN O4 L mol 4.- En un matraz de,6 litros se introducen 0,4 moles de HI, se cierra el matraz y se calienta hasta 400 ºC. Una vez establecido el equilibrio HI (g) H (g) + I (g), se encuentra que la fracción molar de HI en la mezcla es 0,80. Calcule, a 400 ºC a) El valor de Kc. b) La presión parcial de cada gas en el equilibrio. HI (g) H (g) + I (g) HI (g) /H (g) + /I (g) a) Moles iniciales 0,4 0 0 [inicial] 0, 0 0 [equilibrio] 0,-x x x [total] 0,-x+x+x SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg de 6
2 0/07/009 Química ªBachiller moles HI (0,- x)mol/l,6l 0,0 χ 0,8 x moles totales (0, x + x + x)mol/l,6l 0,0 0,0 0,063 0, K c b) HI crt HI H I total 0, 0,08 673,03atm 0,0 0,08 673,38atm 0,0 0,08 673,38atm,03 +,38 +,38 3,79atm 0,0mol/L.- Una mezcla de, moles de nitrógeno y, moles de hidrógeno se coloca en un reactor de,0 litros y se calienta a 400 ºC. En el equilibrio ha reaccionado el % del nitrógeno. Calcule: a) Los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp a 400ºC, para la reacción. b)las presiones parciales de los gases en el equilibrio. N,, 0 moles INICIALES Reacciona, 0, moles 00, 0,, 3 0, 0, Concentraciones EQUILIBRIO 0,09 0,08 0,0 mol/l 0,0 Kc 0,09 0,08 3,74 KpKc (RT) -4,74 (0,08 673) -4, Las presiones parciales: i [ i] R T N 0,09 0,08 673, atm H 0,08 0, ,7 atm NH 3 0,0 0, ,6 atm 6.- En el siguiente equilibrio: A (g) B (g) + C (g), ΔH es positivo. 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 disminuye el volumen del recipiente a temperatura constante. b) Si aumenta la temperatura. c) Si se añade algo de A. d) Si se retira algo de B del equilibrio. a) Si disminuye el volumen del recipiente a temperatura constante. La reacción que tenemos es así: volúmenes 3 volúmenes Al disminuir la el volumen o aumentar la presión la reacción se desplazará hacia la izquierda porque es el lado donde menos volumen hay y para contrarrestar el aumento de presión. La constante de equilibrio no variará mientras la temperatura se mantenga constante b) Si aumenta la temperatura. Al ser una reacción endotérmica al aumentar la temperatura la reacción se desplazara hacia la derecha Aumentará el extremo de los productos (B y C) y por tanto la constante de equilibrio también aumentará. c) Si se añade algo de A. SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg de 6
3 0/07/009 Química ªBachiller Al añadir algo de reactivo la reacción se desplazará hacia la derecha haciendo que se formen más productos. d) Si se retira algo de B del equilibrio. Si se retira algo de producto la reacción se desplazará hacia la derecha haciendo de se formen más reactivos. 6.- En el siguiente equilibrio: A (g) B (g) + C (g), ΔH es positivo. 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 disminuye el volumen del recipiente a temperatura constante. b) Si aumenta la temperatura. c) Si se añade algo de A. d) Si se retira algo de B del equilibrio. a) Si disminuye el volumen (o aumenta la presión) el equilibrio se desplaza hacia el reactivo (Hacia la izquierda ya que es donde hay menos número de moles (volúmenes). La constante seguirá constante siempre y cuando la temperatura no varíe. b) Si aumenta la temperatura, al ser una reacción endotérmica, el equilibrio se desplaza hacia los productos ya que la constante aumenta con la temperatura. c) Si se añade algo de A (reactivo) el equilibrio se desplaza hacia los productos hacia la derecha para restablecer la constante. La constante no varía a no ser que cambie la temperatura. d) Si se retira algo de B del equilibrio este se desplazará hacia los productos,hacia la derecha para restablecer la constante, produciendo por tanto mas reactivo. La constante solo varía con la temperatura. 8.- En un reactor de. litros se introducen 7 g de SO 3. Cuando se alcanza el equilibrio SO 3 (g) SO (g) + O (g) a 00 ºC se observa que la presión total en el interior del recipiente es 8 atmósferas. Calcule Kc y Kp para el equilibro anterior a 00 ºC. SO 3 (g) SO (g) + O [iniciales] 7g moles.l [equilibrio] 0.36-x x [total] 0.36-x + x + x 0 0 Sabiendo que la presión total es 8 atm calcularemos la x [ ] RT 8 [0.36+x/]*0.08*473 (temperatura en K) x X 0. moles/l Ahora podemos calcular Kc y Kp / / [ SO ][ O ] 0.* (0.0) Kc 0.4 [ SO3] 0. Kp Kc (RT) n 0.4 ( 0.08*476) / En el siguiente equilibrio: A (g) < B (g) + C (g), ΔH 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. ΔH es negativo, con lo cual la reacción es exotérmica; cede calor. a) Si aumenta el volumen, entonces la presión aumenta; el equilibrio se desplazará hacia el sentido en el que se produce un mayor número de moles de gas. b) Si la temperatura aumenta, el equilibrio se desplaza hacia la formación de los reactivos, ya que disminuye K. Con lo cual, si disminuye, se desplazará hacia la formación de los productos, al aumentar K. SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg 3 de 6 x
4 0/07/009 Química ªBachiller 0.- ara el equilibrio: Cl (g) Cl 3 (g) + Cl (g) la constante K p vale,0 a 0ºC. Sabiendo que el volumen del recipiente son,0 litros y que en el equilibrio los moles de Cl y Cl 3 son 0,04 y 0,03 respectivamente, calcule la presión parcial de cloro en el equilibrio. R 0,08 atm.l.mol - K - Cl 3 Cl K p Cl 0,04 p Cl 0,08 3 0, 90 atm 0,03 p Cl 3 0,08 3 0, 493 atm 0,493 p.0 Cl 0,90 pcl,9 atm 0.- ara el equilibrio: Cl (g) Cl3 (g) + Cl (g), la constante K p vale,0, a 0 ºC. Sabiendo que el volumen del recipiente son,0 litros y que en el equilibrio los moles de Cl y de Cl 3 son 0,04 y 0,03 respectivamente, calcule la presión parcial de cloro en el equilibrio. R 0,08 atm.l.mol K [Equilibrio] Cl (g) Cl3 (g) + Cl (g) K,0 T 0 ºC; 3 K V L 0,04 0,03 0,0mol/L 0,0mol/L Cl [ Cl ][ ] 3 K c [ Cl ] Δn K K ( R T ) K ( 0,08 3) K 4,886, 0 K C C,0 0,04 4,886 C x ( 0,0) 0,007 0,0004 0,04 x ; x 0,089 0,0 0,0 0,007 0,089 [ Cl ] 0,0447mol / L Cl 0,0447 0,08 3, 99atm x C.- A 300 ºC, la reacción de deshidrogenación de -propanol para dar propanona según la ecuación: CH 3 -CHOH-CH 3 (g) CH 3 -CO-CH 3 (g) + H (g) es una reacción endotérmica. Explique razonadamente qué le ocurrirá a la constante de equilibrio a) Al aumentar la temperatura. Al ser una reacción endotérmica (ΔH>0) el aumento de la temperatura favorece el desplazamiento de la reacción a la derecha para la formación de propanona (principio de Le Chatelier), por lo que la constante de equilibrio aumentará. b) Si se utiliza un catalizador. Al utilizar un catalizador, se permitirá que la reacción se realice a mayor velocidad sin que este afecte a la constante de equilibrio. c) Si se aumenta la presión total manteniendo constante la temperatura. CH3-CHOH-CH3 (g) CH3-CO-CH3 (g) + H (g) vol. vol. Al aumentar la presión, disminuye el volumen, por lo que ese aumento de presión favorece el desplazamiento del equilibrio de la reacción a la izquierda..- Considere el equilibrio: NOCl (g) NO (g) + Cl (s). Explique razonadamente cómo variará el número de moles de NO en el recipiente si: SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg 4 de 6
5 0/07/009 Química ªBachiller a) se añade Cl : [ ] [ ] NO Cl Como la constante es: Kc entonces al aumentar el Cl [ NOCl] la concentración del numerador aumentaría provocando que aumentase también la concentración del denominador (en este caso la concentración del NOCl ) y por tanto como estamos hablando de la constante, el cociente entre numerador y denominador tiene que seguir siendo la misma, el NO disminuiría. b) se aumenta el volumen del recipiente: Si el volumen aumentase com en la reacción partimos de Vol y obtenemos 3 Vol la reacción se dirigiría hacía la derecha, c) si la reacción anterior es endotérmica, cómo variará la constante de equilibrio al disminuir la temperatura?: Cambiará hacía la izquierda la reacción. 3.- A la presión total de 00 atmósferas y a una cierta temperatura, el trióxido de azufre está disociado en un 40 % según la reacción: SO 3 (g) < >SO (g) + / O (g). a) las fracciones molares de los gases en el equilibrio [equilibrio] (-0.4) Moles totales: moles 0,6 Las fracciones molares son: χ SO3 0,, Las presiones parciales p χ : p SO 3 0, 00 0 atm p SO / ,33 atm p /6 00 6,67 atm O i i T χ SO 0,4, 3 χ 0,, O 6 Kp 33,33 (6,67) 0,7 4.- Indica, justificando brevemente la respuesta, si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) ara la reacción N (g) + 3 H (g) NH3 (g) un aumento de la presión, manteniendo constantes las demás variables, desplaza el equilibrio hacia la derecha. b) ara una reacción Kp nunca puede ser más pequeña que Kc. c) Si en una reacción para la que la constante de equilibrio vale Kc, multiplicamos los coeficientes estequiométricos del ajuste por, la constante de equilibrio también queda multiplicada por. a) Es verdadera: Si aplicamos el principio de Le Chatelier, al aumentar la presión, la forma que tiene el equilibrio de disminuirla es disminuyendo el número de moléculas. En este caso, desplazando el equilibrio hacia la derecha y de 4 volúmenes de gas (N (g) + 3 H (g)) pasa a volúmenes de gas ( NH 3 (g)). b) Es falso: Kp Kc (RT) Δn, luego Kp puede ser menor en el caso de que (RT) Δn sea >. c) Es falso: Como en la K c las concentraciones están elevadas al coeficiente estequiométrico correspondiente, si multiplicamos los coeficientes de la reacción por, las concentraciones quedarán elevadas al cuadrado. or tanto, la K c quedará elevada al cuadrado, no multiplicada por. 6. ara el equilibrio H O (g) - H O (g) + ½ O (g), indica, justificando brevemente la respuesta, el efecto de: A) Añadir un catalizador. El añadir un catalizador provoca que la reacción se realice a mayor velocidad. B) Aumentar la presión manteniendo constantes las demás variables. El aumento de la presión (y como consecuencia, la disminución del volumen), favorece que la reacción se desplace hacia la izquierda ( ). C) Añadir oxígeno. Al añadir oxígeno, en la K c, provocamos un aumento del numerador, por lo que debemos aumentar también el denominador para que la reacción se desplace hacia la izquierda ( ), ya que: K c. SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg de 6
6 0/07/009 Química ªBachiller D) Eliminar agua. Si se elimina el agua, la reacción se desplazaría hacia la derecha (----- ) favoreciendo la formación de más productos. 7.- ara el proceso Cl (g) Cl 3 (g)+ Cl (g) la constante de equilibrio a 760 K vale Kc Si se inyectan simultáneamente.0 g de Cl y g de Cl 3 en un recipiente de 36.3 cm 3 calcula las concentraciones de todas las sustancias en el equilibrio a esa temperatura. Cl (g) Cl 3 (g) + Cl (g) Tenemos que pasar los gramos que nos dan a moles y cambiar el volumen a litros y después dividir por el volumen para trabajar con concentraciones [inicial].0gcl 08.CL molcl * L gcl3 37. molcl3 * l [inicial] 0. moles/l 3 moles/l 0 [equilibrio] 0.-x 3+x x (3 + x)( x) Siendo Kc 33.3 (0. x) Resolviendo x0,8 or lo tanto [equilibrio] 0.-0,8 0,07 3+0, SolEquilibrioSelectividadZaragoza.doc Luis Ortiz de Orruño pg 6 de 6
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