Cinética química II: equilibrio químico SGUICEL004QM11-A16V1

Transcripción

1 Cinética química II: equilibrio químico SGUICEL004QM11-A16V1

2 Ítem Alternativa Habilidad 1 E Aplicación D Aplicación 3 C Aplicación 4 A ASE 5 B Aplicación 6 E Aplicación 7 D ASE 8 B Aplicación 9 D Reconocimiento 10 C ASE 11 D ASE 1 D Comprensión 13 C Reconocimiento 14 A Comprensión 15 E ASE

3 EJERCITACIÓN PSU Ítem Alternativa Defensa 1 E La constante de equilibrio para la reacción química dada, donde todas las especies son gaseosas, corresponde a: C A B c 3 D La ecuación no se encuentra balanceada, por lo que se deben igualar los átomos de los elementos en reactivos y productos, teniendo: 1 H (g) + O (g) HO (g) Se observa la presencia únicamente de compuestos gaseosos, por lo que se tiene la siguiente constante de equilibrio K c : 3 C Para la reacción química: HO H O c 1/ A (g) + 4 B (s) 3 C (g) la constante del equilibrio (K c ) queda expresada como: K c = [ C ] 3 / [ A ] puesto que el compuesto B se encuentra en estado sólido, aparece en la ecuación. 4 A Según el principio de Le Chatelier, cada vez que un sistema en equilibrio sufre una perturbación, dicho sistema responderá desplazando el equilibrio en el sentido contrario a la modificación. De acuerdo con esto, una disminución de la presión desplaza el equilibrio en el sentido donde se encuentra el mayor volumen (mayor cantidad de mol gaseosos), en este caso, hacia los reactantes. 5 B La reacción en equilibrio no se encuentra balanceada, por lo que se deben igualar los átomos de los elementos en reactivos y productos, teniendo: CO (g) + 4H (g) CH 4 (g) + HO (g)

4 Observándose la presencia únicamente de compuestos gaseosos, se tiene la siguiente constante de equilibrio K c : CH4HO CO H c 4 6 E La relación entre K p y K c viene dada por la expresión: K p = K c (RT) n Donde n = N de moléculas gaseosas de productos N de moléculas gaseosas de reactantes, ambos indicados por la ecuación estequiométrica. En este caso, n = (1 ) = 1 Por lo tanto, K p = 0,5 x (0,08 x 100) -1 0,5 p 8, 7 D Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. Dado que la ley de velocidad es 8 B Para la reacción: v = k[a] 0 v = k 1 v = k Podemos afirmar que la velocidad es igual a la constante de equilibrio y no depende de la concentración de A. Por lo tanto, si se aumenta la concentración de A, la velocidad no cambiará, sino que mantendrá su valor igual a k. La constante del equilibrio es: H + I HI

5 Kc Kc HI H I Kc Kc Kc Kc Kc D Una vez establecido el equilibrio en una reacción química, los factores que influyen en él son los siguientes: la concentración de los reactantes, la presión (cuando las especies participantes son gases) y la temperatura de la reacción. Los catalizadores modifican la velocidad, pero no afectan el equilibrio. 10 C Cuando una reacción química llega al estado de equilibrio en su sistema cerrado, las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes en el tiempo Para la resolución de este tipo de ejercicios se utiliza el siguiente procedimiento. Mol iniciales Mol que reaccionan -x x 3x Mol en el equilibrio 5 x 3* Al ser x =, los mol totales del sistema son 5-(*) + + 3* = 9 11 D Al analizar la reacción química N (g) + 3H (g) NH (g) 3 Se observa que al aumentar la presión, el equilibrio se desplaza hacia donde exista menor número de mol gaseosos, es decir,

6 hacia los productos (4 mol reactantes mol productos). El añadir un catalizador no se producen variaciones en el equilibrio, por lo que no existe desplazamiento. Al retirar amoniaco (NH 3 ), producto de la reacción, el sistema busca restablecer los niveles de este, por lo que el equilibrio se desplaza hacia los productos. 1 D Una disminución de la presión desplaza el equilibrio en el sentido donde se encuentra el mayor volumen de gases, es decir, hacia donde haya mayor número de mol gaseosos. 13 C El principio de Le Chatelier se puede enunciar de la siguiente manera: Si en un sistema en equilibrio se modifica algún factor, como presión, temperatura o concentración, el sistema evoluciona en el sentido que alivie dicha modificación. 14 A Si en una reacción exotérmica aumentamos la temperatura cuando se haya alcanzado el equilibrio químico, la reacción dejará de estar en equilibrio y tendrá lugar un desplazamiento de este hacia la izquierda. Es decir, parte de los productos de la reacción se van a transformar en reactivos hasta que se alcance de nuevo el equilibrio químico. 15 E Al ser la reacción exotérmica, un aumento de la temperatura, provocará el desplazamiento del equilibrio hacia los reactantes. Al aumentar la concentración de HI, la reacción se desplaza hacia los reactantes, para restablecer los niveles de equilibrio de HI. Al disminuir la concentración de I se deben restablecer los niveles de este, por lo que el sistema se desplaza a los reactantes. Por lo tanto, las tres afirmaciones son correctas