EQUILIBRIO QUÍMICO QCA 01

Transcripción

1 1.- En un reiiente de 1L, a 000, se introduen moles de CO y una ierta antidad de H, roduiéndose la reaión: H (g) + CO (g) H O(g) + CO(g) Si uando se alanza el equilibrio, la resión total es de 6 atm, alule: a) Los moles iniiales de H. b) Los moles en el equilibrio de todas las eseies químias resentes. Datos: R= 0 08 atm L -1 mol -1. C = 4,4.- En la reaión: Br (g) Br(g) la onstante de equilibrio C, a 100 ºC, vale a) Cuál es el grado de disoiaión del Br? b) Si la onentraión iniial de bromo moleular es 1 M, alule la onentraión de bromo atómio en el equilibrio. 3.- En un reiiente de 10 litros se introduen moles de omuesto A y 1 mol del omuesto B. Se alienta a 300 ºC y se establee el siguiente equilibrio: A(g) + 3B(g) C(g) Sabiendo que uando se alanza el equilibrio el número de moles de B es igual al de C. Calule: a) Las onentraiones de ada omonente en el equilibrio. b) El valor de las onstantes de equilibrio C y P a esa temeratura. Datos : R= 0 08 atm L -1 mol A 00 ºC y atmósferas el PCl 5 se enuentra disoiado en un 50%, según el siguiente equilibrio: PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl (g) Calule: a) La resión arial de ada gas en el equilibrio. b) Las onstantes C y P a esa temeratura. Datos: R= 0 08 atm L -1 mol Dado el equilibrio: H O(g) + C(s) CO(g) + H (g) H > 0 Señale, razonadamente, uál de las siguientes medidas rodue un aumento de la onentraión de monóxido de arbono: a) Elevar la temeratura. b) Retirar vaor de agua de la mezla en el equilibrio. ) Introduir H en la mezla en equilibrio. Fo. González Funes

2 6.- Se introdue una mezla de 0 5 moles de H y 0 5 moles de I en un reiiente de 1 litro y se alienta a la temeratura de 430 ºC. Calule: a) Las onentraiones de H, I y HI en el equilibrio, sabiendo que, a esa temeratura, la onstante de equilibrio C es 54'3 ara la reaión: H (g) + I (g) HI(g) b) El valor de la onstante P a la misma temeratura. 7.- En un reiiente de litros que se enuentra a 5 ºC, se introduen 0 5 gramos de N O 4 en estado gaseoso y se rodue la reaión : N O 4 (g) NO (g) Calule: a) La resión arial ejerida or el N O 4 en el equilibrio. b) El grado de disoiaión del mismo. Datos: P = Masas atómias: N = 14; O = Para el siguiente equilibrio: PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl (g) H > 0 Indique, razonadamente, el sentido en que se deslaza el equilibrio uando: a) Se agrega loro gaseoso a la mezla en equilibrio. b) Se aumenta la temeratura. ) Se aumenta la resión del sistema. 9.- Para la reaión: NO(g) N (g) + O (g) Hº = 18 kj Indique razonadamente si las siguientes afirmaiones son verdaderas o falsas: a) La onstante de equilibrio aumenta al adiionar NO. b) Una disminuión de temeratura favoree la obtenión de N y O. Fo. González Funes

3 1.- V = 1 L T = 000 n 0 (CO ) = 6, mol P T (eq) = 6 atm = 4,4 a) Si le llamamos x al número de moles de CO que desaareen, odemos formular el número de moles de ada omuesto en el equilibrio de la siguiente forma H (g) + CO (g) H O(g) + CO(g) n(eq) n 0 (H ) x 6, x x x alulamos, sumando, el número total de moles en el equilibrio n T (eq) = n 0 (H ) x + 6, x + x + x = n 0 (H ) + 6, mol aliamos la euaión general de los gases ideales al unto de equilibrio P ( eq) V = n ( eq) R T T T atm L atm L n H mol mol 6 1 = 0( ) + 6,1 10 0, desejando obtenemos n 0 (H ) = mol b) = [ HO ] [ CO] [ H ] [ CO ] ( 310 x) ( 6,110 x) 4, 4 = x desarrollando la euaión nos queda 4 3,4x 0,159x = desejando 0,159 ± 0, , x = 6,8 4 x1 = 0,04 mol y x = 5,7 10 mol se anula x 1 orque x ha de ser menor que 6,1 10-3, or lo tanto los moles en el equilibrio son n H = ,7 10 = 0,043mol ( ) ( ) ( ) ( ) nco = 6,1 10 5,7 10 = n H = n CO = 5,7 10 mol.- = 1, (Br ) = 1 M a) Usando el oneto de grado de disoiaión odemos formular las onentraiones de ada eseie en el equilibrio de la siguiente manera Br (g) Br(g) 0 (1 α) 0α mol Fo. González Funes

4 .- a) (ontinuaión) aliamos la exresión de [ ] 0 α [ Br ] ( α ) Br 4 40α = = = 1 1 α 0 sustituyendo obtenemos 4α 1,04 10 = 4α + 1,04 10 α 1,04 10 = 0 1 α euaión que tiene dos soluiones, una negativa que desehamos y otra ositiva que es b) [ ] 0 α = 0,016 (1,6 %) mol mol Br ( eq) = α = 1 0,016 = 0,03 L L 3.- V = 10 L T = 573 º n B (eq) = n (eq) a) A(g) + 3B(g) C(g) si le llamamos x al número de moles de A que desaareen, odemos formular los moles de ada eseie en el equilibrio en la siguiente tabla eseie A B C n n eq x 1 3x x omo n B (eq) = n (eq) 1 3x = x x = 0, mol or lo tanto la onentraión de ada eseie en el equilibrio es [ A] [ B] [ C] eq eq eq na 0, = = = 0,18 M V 10 nb 1 0, = = = 0,04 M V 10 nc 0, = = = 0,04 M V 10 b) [ C] [ A] [ B] 0,04 = = = 138, ,18 0,04 omo la variaión de moles en la reaión ajustada es n = n ( ) ( ) = RT = 138,9 0, = 0, 063 Fo. González Funes

5 4.- T = 473 º P T (eq) = atm α = 0,5 a) Llamando n o al número de moles iniiales de entaloruro de fósforo y sabiendo que el grado de disoiaión es la fraión de mol que se disoia, odemos formular el número de moles de ada eseie en el equilibrio de la siguiente forma PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl (g) n o (1 α) = 0,5n o n o α = 0,5n o n o α = 0,5n o el número total de moles n T = n o (1 α) + n o α + n o α = n o (1 + α) = 1,5n o n 0,5no P = X P = P = atm 0, 666at 1, 5n = m PCl5 PCl5 PCl5 T T nt o n 0,5no P = X P = P = atm 0, 666at 1, 5n = m PCl3 PCl3 PCl3 T T nt o n 0,5no P = X P = P = atm 0, 666at 1, 5n = m Cl Cl Cl T T nt o PCl3 Cl b) PPCl 5 P P 0,666 0,666 = = = 0,666 0,666 omo la variaión de moles en la reaión ajustada es n = 1 0,666 = = = 0,017 n ( RT ) ( 0,08 473) H O(g) + C(s) CO(g) + H (g) H > 0 a) Al elevar la temeratura el equilibrio se deslaza en el sentido en el que absorbe alor, es deir haia la dereha, ya que la reaión es endotérmia. Por lo tanto, se aumenta la onentraión de CO. b) Retirar H O(g) hae que el equilibrio se deslae en el sentido de su roduión, es deir haia la izquierda, on lo que se diminuye la onentraión de CO. ) Introduir H (g) hae que el equilibrio se deslae en el sentido de su onsumo, es deir, haia la izquierda. Por onsiguiente también se disminuye la onentraión de CO. Fo. González Funes

6 6.- V = 1 L T = 703 º = 54,3 a) H (g) + I (g) HI(g) Si le llamamos x al número de moles de H (g) que desaareen, odemos formular los moles de ada eseie en el equilibrio y la onentraión, que es la misma ya que el volumen es 1 L, en la siguiente tabla eseie H (g) I (g) HI(g) n 0 0,5 0,5 0 eq = n eq 0,5 x 0,5 x x aliamos la exresión de la onstante de equilibrio y sustituimos = [ HI ] 4x 54,3 = [ H] [ I] ( 0,5 x) al desarrollar la exresión anterior obtenemos 50,3x 54,3x+ 13,57 = 0 euaión que tiene dos soluiones x1 = 0, 68 y x = 0,39 eliminamos 0,68 orque x < 0,5 que son los moles iniiales de hidrógeno [ ] = [ ] = = [ HI] = 0,39 = 0,78 H I 0, 5 0,39 0,11M b) La variaión de moles en la reaión es n = = 0 ( ) n M = RT = = 54,3 7.- V = L T = 98 º = 0,114 a) Calulamos el número de moles que son 0,5 g de tetraóxido de dinitrógeno Mm (N O 4 ) = 9 g/mol m0( NO4) 0,5 g n0( NO4) = = = 5, mol Mm N O 9 g / mol ( ) 4 N O 4 (g) NO (g) si llamamos x al número de moles de N O 4 que desaareen, odemos formular la onentraión de ada eseie en el equilibrio, según la siguiente tabla Fo. González Funes

7 7.- a) (ontinuaión) eseie N O 4 NO n 0 5, n eq 5, x x eq 5,43 10 x x alulamos la resión arial de ada gas en el equilibrio 5,43 10 x PNO = 0, ,066 1, 4 NO R T = = x 4 P = R T = x 0,08 98 = 4,44x NO NO aliamos la exresión de y sustituimos = P P NO NO 4 ( 4,44x) 0,114 = 0,066 1,x al desarrollar la exresión anterior obtenemos 597,31x + 1,39x 7,5 10 = 0 euaión que tiene dos soluiones, una negativa y la otra x =,57 10 P NO 4 = 0,066 1,x = 0,066 1,,57 10 = 0,034atm b) ( NO4) ( N O ) neq 5,43 10,57 10 α = = = 0,56 5, 6% n 5, ( ) 8.- PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl (g) H > 0 a) Al agregar Cl (g), el equilibrio se deslaza en el sentido en el que ontrarreste lo que ha roduido el desequilibrio, es deir, en el sentido en el que desaaree loro moleular. Se deslaza haia la izquierda. b) Al aumentar la temeratura, el equilibrio se deslaza en el sentido en el que absorbe alor. Como la reaión es endotérmia se deslaza haia la dereha. ) Al aumentar la resión, el equilibrio se deslaza en el sentido en el que disminuye el número de moles. Se deslaza haia izquierda. Fo. González Funes

8 9.- NO(g) N (g) + O (g) Hº = 18 kj a) Es falsa. La deende de la temeratura, no de las onentraiones. b) Es verdadera. Al enfriar, la reaión se deslaza haia donde rodue alor, omo es exotérmia lo hae haia la dereha favoreiendo la obtenión de N y de O. Fo. González Funes