Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág. 1

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1 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág ,50 moles de NOCl puro se introdujeron en un reactor de 1,50 litros a 400. Una vez alcanzado el equilibrio, se comprobó que el 28,0 % del NOCl inicial se había disociado según la reacción: 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2(g). Calcule: a) la constante de concentraciones Kc para este equilibrio; b) la presión total en el equilibrio; c) la constante de presiones Kp para este equilibrio. 2. 3, mol de gas fosgeno, COCl2, puro se introdujeron en un reactor de 1,50 litros, calentándose hasta alcanzar los 800 K de temperatura. Alcanzado el equilibrio, la presión parcial de CO fue atm. Para el equilibrio COCl2(g) CO(g) + Cl2(g), calcule: a) la constante de presiones Kp; b) el número total de moles en el equilibrio; c) el grado de disociación del gas fosgeno. 3. A 1 000, el fosgeno (cloruro de carbonilo) se disocia en un 60 % según la reacción: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g). Calcule las constantes Kp y Kc, a 1 000, si la presión total de equilibrio es de 1,20 atmósferas. 4. A se mezclan en un matraz SO2 y O2 con presiones parciales de 1,00 y 5,00 atm, respectivamente. Si cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 5,55 atm, calcule la Kp para la reacción: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). 5. A el I2(g), se disocia parcialmente según el siguiente equilibrio: I2(g) 2 I (g). En un recipiente cerrado de 10 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introduce 1,0 mol de yodo. Una vez alcanzado el equilibrio a 1 200, el 15 % de las moléculas de yodo se han disociado en átomos de yodo. Calcule: a) el valor de Kc y el valor de Kp; b) la presión parcial de cada uno de los gases presentes en el equilibrio a A K el pentafluoruro de bromo descompone de acuerdo con el siguiente equilibrio: 2 BrF5(g) Br2(g) + 5 F2(g). Si se inyectan 0,20 moles de BrF5 en un recipiente cerrado de 10 L, cuando llega al equilibrio la presión de todos los gases asciende a 6,40 atm. Calcule: a) las concentraciones de todos los gases en el equilibrio; b) las constantes Kp y Kc a K. 7. A 182 el pentacloruro de antimonio, SbCl5(g), se disocia parcialmente según el siguiente equilibrio: SbCl5(g) SbCl3(g) + Cl2(g). Se introduce cierta cantidad de SbCl5(g) en un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho el vacío, y se calienta a 182. Cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, la presión total en el interior del recipiente es de 1,00 atmósferas y el grado de disociación del SbCl5(g) es del 29,2 %. a) Calcule el valor de Kp y de Kc. b) Si cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, el SbCl5(g) se ha disociado al 60 %, cuál será la presión total en el interior del recipiente? 8. A 20 se disuelve un máximo de 0,99 g de cloruro de plomo(ii), PbCl2, en 100 ml de agua. a) Calcule la concentración de iones plomo(2+) y cloruro en una disolución saturada. b) Calcule el producto de solubilidad, Kps, del cloruro de plomo(ii) a 20.

2 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 200 y 1,0 atm de presión, el PCl5 se disocia en un 48,5 % según la reacción: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). a) Determine el valor de Kp a esta temperatura. b) Calcule el grado de disociación a la misma temperatura, pero bajo una presión de 10 atm. Es coherente este resultado con el Principio de Le Chatelier? 10. A 200 y presión de 1,0 atm, el PCl5 se disocia en PCl3 y Cl2, en un 48,5 %. Calcule: a) las fracciones molares de todas las especies en el equilibrio; b) Kc y Kp. 11. A 200, el PCl5 se encuentra disociado en un 50 %, alcanzándose una presión de 2,0 atmósferas en el siguiente equilibrio: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). Calcule: a) la presión parcial de cada gas en el equilibrio; b) las constantes Kc y Kp a esa temperatura. 12. A 25 el producto de solubilidad del yodato de bario es 6, Calcule: a) la solubilidad de la sal expresada en g L 1 ; b) la concentración molar de los iones yodato y la de los iones bario; c) la solubilidad de la citada sal, expresada en g L 1, en una disolución 0,10 M de yodato potásico a la misma temperatura. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(I) = 126,9 ; Mat(Ba) = 137,3 13. A 25 la constante del equilibrio de solubilidad del Mg(OH)2 sólido es Ks = 3, a) Establezca la relación que existe entre la constante Ks y la solubilidad, s, del Mg(OH)2. b) Explique, razonadamente, cómo se podría disolver, a 25 y mediante procedimientos químicos, un precipitado de Mg(OH)2. c) Qué efecto tendría sobre la solubilidad del Mg(OH)2 a 25 la adición de cloruro de magnesio? Razone la respuesta. 14. A 25 la solubilidad del cloruro de plata, AgCl, en agua es 1, g L 1. a) Determine el producto de solubilidad del cloruro de plata a 25. b) Calcule la solubilidad (en g L 1 ) del cloruro de plata en presencia de una disolución 0,010 mol L 1 de cloruro de sodio, NaCl. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(Cl) = 35,5 ; Mat(Ag) = 107,9 15. A 25 la solubilidad del PbI2 en agua pura es 0,70 g L 1. Calcule: a) el producto de solubilidad; b) la solubilidad del PbI2 a esa temperatura en una disolución 0,10 M de KI. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(I) = 127 ; Mat(Pb) = A 25 una disolución saturada de cloruro de plomo(ii) tiene una concentración de iones plomo(2+) de 1, mol L 1. a) Calcule cuál es la concentración de iones cloruro en esta disolución. b) Calcule Kps a dicha temperatura. c) Razone sobre el aumento o disminución de la solubilidad del cloruro de plomo(ii) al adicionar cloruro de sodio. d) Calcule la solubilidad del cloruro de plomo(ii) en una disolución acuosa de concentración 2,0 M en iones plomo(2+).

3 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 25, el producto de solubilidad del fluoruro de plomo(ii), PbF2, es 4, Calcule: a) la masa de PbF2 que se podrá disolver en 100 ml de agua a dicha temperatura; b) la solubilidad del PbF2 en una disolución 0,20 M de nitrato de plomo(ii), Pb(NO3)2. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(F) = 19,0 ; Mat(Pb) = 207,2 18. A 25, el producto de solubilidad del PbI2 es de 1, a) Calcule la solubilidad de dicha sal y exprésela en mg L 1. b) Calcule las concentraciones molares de los iones I y Pb 2+ en una disolución saturada de PbI2. c) Explique, cualitativamente, cómo afectaría a la solubilidad de dicha sal la adición de NaI. Datos: Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): I = 126,9 ; Pb = 207,2 19. A 25, el valor de la constante del producto de solubilidad del bromuro de plata es de 7, a) Calcule la solubilidad del bromuro de plata en agua pura a esa temperatura, expresada en g ml 1. b) Explique cómo afectaría a la solubilidad de la misma la adición de bromuro de sodio sólido. 20. A 25, un recipiente conteniendo 1,0 mol de N2O4 se encuentra a la presión de 1,0 atmósfera. Sabiendo que la Kp de la reacción: N2O4(g) 2 NO2(g) a 25 es igual a 0,114, calcule el grado de disociación del N2O A 298 K, la solubilidad en agua del CaBr2 es 2, mol L 1. a) Calcule su Kps a esa temperatura. b) Justifique cualitativamente qué efecto tendría en la solubilidad de esta sal la adición de 0,10 mol de KBr a un litro de disolución saturada de CaBr A 298,15 K, el tetraóxido de dinitrógeno se descompone y forma dióxido de nitrógeno según la reacción siguiente: N2O4(g) 2 NO2(g), H = 59 kj. a) Los óxidos de nitrógeno, como son el N2O4(g) y el NO2(g), se emiten desde los tubos de escape de los vehículos y son dos de los gases responsables de la contaminación (smog) urbana. Por otro lado, el NO2(g) tiene un efecto irritante en las mucosas respiratorias muy superior al del N2O4(g). Razone, considerando cómo afecta la temperatura al equilibrio de descomposición del N2O4(g), si es previsible que la contaminación con N2O4(g) y NO2(g) será más irritante en verano o en invierno. b) En un recipiente de 2,0 L de capacidad se introduce una cierta cantidad de N2O4 y se calienta el sistema hasta 298,15 K. Sabiendo que se alcanza el equilibrio químico cuando la presión total dentro del recipiente es 1,00 atm y la presión parcial del N2O4 es 0,70 atm, calcule: b.1) el valor de Kp a 298,15 K; b.2) el número de moles de cada uno de los gases en el equilibrio. Datos: Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 30 y 1,0 atm el N2O4 se encuentra disociado en un 20 % según el siguiente equilibrio: N2O4(g) 2 NO2(g). Calcule: a) el valor de las constantes Kp y Kc, a esa temperatura; b) el porcentaje de disociación a 30 y 0,10 atm de presión total. 24. A 300, la constante de equilibrio de la reacción: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g) vale Kc = 0,030. a) Calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio cuando, en un recipiente de 2,0 L, se introducen 23,8 g de fosgeno, CoCl2, y se calienta a 300. b) Calcule las presiones parciales de todos los gases en equilibrio. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Cl) = 35,5 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K 1

4 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 337 el CO2 reacciona con el H2S, según el siguiente equilibrio: CO2(g) + H2S(g) COS(g) + H2O(g). En una experiencia se colocaron 4,4 g de CO2 en un recipiente de 2,5 litros y una cantidad adecuada de H2S para que una vez alcanzado el equilibrio, a la temperatura citada, la presión total en el interior del recipiente sea de 10 atmósferas. Se determinó que en el estado de equilibrio había 0,010 moles de agua. Determine: a) el número de moles de cada uno de los gases presentes en el equilibrio a 337 ; b) el valor de Kc y el valor de Kp. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 35 la constante Kp para la reacción: N2O4(g) 2 NO2(g) tiene un valor de 0,32. a) Calcule el valor de Kc a la misma temperatura. b) Si se introducen 0,20 moles de NO2 en un recipiente vacío de 10 L y se calienta a 35, determine la composición de la mezcla gaseosa y la presión en el interior del recipiente una vez alcanzado el equilibrio. c) Si posteriormente se reduce el volumen a la mitad, manteniendo constante la temperatura, explique de forma cualitativa el sentido en el que va a evolucionar la reacción. 27. A 375 K, para la reacción: SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g), la constante de equilibrio Kp vale 2,40 cuando las presiones están expresadas en atm. En una vasija de 2,0 L de capacidad se introducen 6,75 g de SO2Cl2(g) y se calientan hasta 375 K. a) Cuál será la presión inicial en la vasija antes de la disociación de SO2Cl2(g)? b) Cuáles serán las presiones parciales de cada una de las especies cuando se alcanza el equilibrio? Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Mat(Cl) = 35,5 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 40 se añaden 70 g de KClO3 para formar 200 ml de una disolución que además contiene 120 g L 1 de KNO3. a) Razone si se disolverá todo el KClO3 añadido. b) Determine el número de moles de iones ClO3 que se disuelven al añadir el KClO3. Datos: Producto de solubilidad del KClO3 a 40 = 1,5 ; Masas atómicas, Mat (g mol 1 ): N = 14,0 ; O = 16,0 ; Cl = 35,45 ; K = 39,1 29. A 400 C y 1,0 atmósfera de presión el amoniaco se encuentra disociado en un 40 %, en nitrógeno e hidrógeno gaseosos, según la reacción: NH3(g) 3/2 H2(g) + ½ N2(g). Calcule: a) la presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio; b) el volumen de la mezcla si se parte de 170 g de amoniaco; c) el valor de la constante Kp; d) el valor de la constante Kc. ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0 30. A 400 y 10 atmósferas, el amoniaco contenido en un recipiente se encuentra disociado en sus elementos en un 80 %. Calcule: a) el valor de la presión en el recipiente si la disociación fuese del 50 %, sin variar el volumen ni la temperatura; b) la temperatura que debería alcanzar el recipiente para que la disociación volviera a ser del 80 %, sin variar el volumen ni la presión aplicada en a).

5 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 400 K y en un recipiente de 1,5 L de capacidad, hay en equilibrio 9,0 g de O2, 9,0 g de SO2 y 42,0 g de SO3. a) Calcule las concentraciones de cada una de las especies en el equilibrio. b) Calcule el valor de Kc, para el equilibrio: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) a 400 K. c) Calcule el valor de Kp a esa temperatura. d) Indique razonadamente en qué sentido se desplazará el equilibrio si se extrae la mitad del SO3. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 415 el yodo reacciona con el hidrógeno según el siguiente equilibrio: I2(g) + H2(g) 2 HI(g). En un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 0,50 moles de yodo y 0,50 moles de hidrógeno. Una vez alcanzado el equilibrio, la presión total en el interior del recipiente es de 1,5 atmósferas. Calcule: a) la presión parcial de cada uno de los gases presentes en el equilibrio a 415 ; b) el porcentaje en peso de yodo que ha reaccionado. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 126,9 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 423,15 K, la oxidación del cloruro de hidrógeno se produce según la reacción siguiente: 4 HCl(g) + O2(g) 2 Cl2(g) + 2 H2O(g). En un recipiente de 2,00 L de capacidad, introducimos 3,60 mol de HCl y 2,00 mol de O2. Sabiendo que el número de moles de O2 en el equilibrio es 1,40, calcule: a) el número de moles del resto de gases en el equilibrio; b) el valor de Kc; c) la presión total en el interior del recipiente una vez alcanzado el equilibrio. 34. A 425 la Kc del equilibrio: I2(g) + H2(g) 2 HI(g) vale 54,8. a) Indique en qué sentido se desplazará el equilibrio si en un recipiente de 10,00 L se introducen 12,69 g de I2, 1,01 g de H2 y 25,58 g de HI y se calientan a 425. b) Calcule las concentraciones de I2, H2 y HI cuando se alcance el equilibrio. c) Calcule el valor de Kp. Datos: Masas atómicas (u): I = 126,9 ; H = 1,01 ; R = 0,082 atm L mol 1 K A 425, el equilibrio: H2(g) + I2(g) 2 HI(g) tiene una Kc = 54,8. a) Deduzca razonadamente en qué sentido se desplazará la reacción si, en un recipiente de 10,00 L, se introducen 12,69 g de I2, 0,100 g de H2 y 25,58 g de HI y se calientan a 425. b) Calcule las concentraciones de las tres especies en el equilibrio. c) Calcule el valor de Kp. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,00 ; Mat(I) = 126,9 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A 425, en una cámara de reacción de 1,0 litros, Kp vale 10,91 para el equilibrio: CH3OH(g) 2 H2(g) + CO(g). a) Si el grado de disociación es 0,48 en las condiciones dadas, cuál es la concentración inicial de metanol? b) Si la presión parcial de hidrógeno en el equilibrio es 2,66 atm, cuál es la presión parcial de metanol en el equilibrio?

6 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 427 el cloruro de amonio, NH4Cl, se descompone parcialmente según la siguiente ecuación: NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g). Se introduce una cierta cantidad de NH4Cl(s) en un recipiente cerrado de 5 litros en el que previamente se ha hecho el vacío; se calienta a 427 y, cuando se alcanza el equilibrio a la temperatura citada, se observa que la presión en el interior del recipiente es de mmhg. a) Calcule el valor de Kp y de Kc. b) Calcule la cantidad (en gramos) de NH4Cl(s) que se habrá descompuesto. c) Si inicialmente hay 10,0 g de NH4Cl(s) calcule en este caso la cantidad que se habrá descompuesto. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(N) = 14,0 ; Mat(Cl) = 35,5 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K 1 ; 760 mmhg = 1 atm 38. A 50 el tetraóxido de dinitrógeno, N2O4, se disocia parcialmente según el siguiente equilibrio: N2O4(g) 2 NO2(g). Se introducen 0,375 moles de N2O4 en un recipiente cerrado de 5,00 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, y se calienta a 50. Cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, la presión total en el interior del recipiente es de 3,33 atmósferas. Calcule: a) el valor de Kc y de Kp; b) la presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio a la citada temperatura. 39. A 500 el fosgeno, COCl2, se descompone según el equilibrio: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g). a) Calcule el valor de Kp y Kc a 500, si una vez alcanzado el equilibrio a dicha temperatura las presiones parciales de COCl2, CO y Cl2 son 0,217 atm, 0,413 atm y 0,237 atm, respectivamente. b) Si en un matraz de 5,0 L de volumen, mantenido a 500, se introducen los tres compuestos COCl2, CO y Cl2 tal que sus presiones parciales son 0,689 atm, 0,330 atm y 0,250 atm, respectivamente en qué sentido se producirá la reacción para alcanzar el equilibrio? c) Calcule las presiones parciales de los tres gases una vez alcanzado el equilibrio en las condiciones dadas en el apartado anterior. 40. A 500 K y 3,0 atm de presión, el PCl5 se disocia en un 60 %: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). a) Calcule el valor de Kc y Kp. b) Calcule las presiones parciales de cada gas en el equilibrio. c) Justifique cómo influiría en el grado de disociación un aumento de la presión. 41. A 523 K la constante de equilibrio para la reacción: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) tiene el valor Kc = 3, En un recipiente de 2,5 L, en el que previamente se ha realizado el vacío, se introducen 0,50 moles de PCl5(g), 0,25 moles de PCl3(g) y 0,25 moles de Cl2(g). La mezcla gaseosa se calienta a la temperatura de 523 K. a) Indique el sentido en que debe evolucionar el sistema para alcanzar el equilibrio. b) Calcule el número de moles de cada gas en la mezcla una vez alcanzado el equilibrio a 523 K. 42. A 532 K se introducen 0,10 moles de PCl5 en un recipiente X de 1,2 L y 0,10 moles en otro recipiente Y. Se establece el equilibrio: PCl5 PCl3 + Cl2, y la cantidad de PCl5 se reduce un 50 % en el recipiente X y un 90 % en el recipiente Y. Todas las especies se encuentran en fase gaseosa. Calcule: a) la presión en el equilibrio en el recipiente X; b) la constante de equilibrio Kc; c) el volumen del recipiente Y; d) la presión en el equilibrio en el recipiente Y.

7 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A 600 K y a la presión de una atmósfera, el pentacloruro de fósforo se disocia un 40 % según la reacción: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). Calcule: a) Kp y Kc a esa temperatura; b) el grado de disociación a 4,0 atmósferas de presión. 44. A 628 la constante del equilibrio 2 HI(g) H2(g) + I2(g) es Kc = 0,038. En un recipiente de 4,0 litros se introducen 3,0 moles de HI. a) Calcule la concentración de cada sustancia en el equilibrio. b) Calcule la presión parcial del hidrógeno(g) en el equilibrio. c) Si el proceso es exotérmico, en qué sentido se desplazará el equilibrio y cómo cambiará el número de moles de HI si: c.1) se aumenta la presión?; c.2) se sube la temperatura? 45. A 670 K, un recipiente de 2,0 L contiene una mezcla gaseosa en equilibrio de 0,003 0 moles de hidrógeno, 0,003 0 moles de iodo y 0,024 0 moles de ioduro de hidrógeno, según la reacción: H2(g) + I2(g) 2 HI(g). En estas condiciones, calcule: a) el valor de Kc y Kp; b) la presión total en el recipiente y las presiones parciales de los gases en la mezcla. = 8,31 J mol 1 K A 700 K el sulfato de calcio, CaSO4, se descompone parcialmente según el siguiente equilibrio: 2 CaSO4(s) 2 CaO(s) + 2 SO2(g) + O2(g). Se introduce una cierta cantidad de CaSO4(s) en un recipiente cerrado de 2,0 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío; se calienta a 700 K y cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, se observa que la presión total en el interior del recipiente es de 0,60 atmósferas. a) Calcule el valor de Kp y de Kc. b) Calcule la cantidad, en gramos, de CaSO4(s) que se habrá descompuesto. Datos: Masas atómicas (g mol 1 ): O = 16 ; S = 32 ; Ca = 40 ; R = 0,082 atm L mol 1 K A 800 K, el monóxido de carbono reacciona con agua para producir dióxido de carbono y hidrógeno, y llega a un equilibrio que tiene una constante Kc = 5,1. A esta temperatura y en un recipiente de 50 L, se hace reaccionar 1,0 mol de monóxido de carbono con 1,0 mol de agua. a) Calcule cuántos moles de monóxido de carbono quedan sin reaccionar. Cuál es la presión parcial de cada componente en el equilibrio? Cuál es la presión total? b) Si partimos de 1,0 mol de monóxido de carbono, 1 mol de agua, 2 moles de dióxido de carbono y 2 moles de hidrógeno en las mismas condiciones de volumen y temperatura, indique, justificándolo, hacia dónde se desplazará la reacción. 48. A 820 la constante Kp para la reacción entre CO2 puro y grafito caliente es 10 atm. Calcule las concentraciones en el equilibrio a dicha temperatura si la presión total es de 4,0 atmósferas. 49. A 873 K la constante de equilibrio para la reacción: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g) tiene el valor Kc = 3, En un recipiente de 2,0 L, en el que inicialmente se ha realizado el vacío, se introducen 0,033 moles de COCl2(g), 0,066 moles de CO(g) y 0,066 moles de Cl2(g). La mezcla se calienta a la temperatura de 873 K. a) Justifique si la mezcla se encuentra inicialmente en equilibrio. b) Calcule la concentración de cada gas en la mezcla una vez alcanzado el equilibrio.

8 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A cierta temperatura el valor de Kc es 783 para el equilibrio: 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g). A la misma temperatura y de forma razonada: a) calcule Kc para el equilibrio: 2 NH3(g) 3 H2(g) + N2(g); b) calcule Kc para el equilibrio: 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) NH3(g); c) explique qué ocurrirá en los equilibrios anteriores si repentinamente aumentase la presión; d) explique qué ocurrirá en los equilibrios anteriores si se añade un catalizador. 51. A cierta temperatura la Kc del equilibrio: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) alcanza el valor de 4,0. a) Indique en qué sentido se desplazará el equilibrio si en un recipiente de 10,00 L se introducen 14,00 g de CO, 0,90 g de H2O, 1,76 g de CO2 y 1,00 g de H2 y se calientan hasta la temperatura de equilibrio. b) Calcule la concentración de CO cuando se alcance el equilibrio. c) Calcule el valor de la constante Kp. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,00 ; Mat(C) = 12,00 ; Mat(O) = 16,00 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K A cierta temperatura, el cloruro de amonio se descompone en amoníaco y ácido clorhídrico: NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g), H 0 = 123,6 kcal mol 1. Explique y justifique cómo afectaría a la concentración de amoníaco: a) un descenso de la temperatura; b) un aumento de la presión. 53. A cierta temperatura, el valor de la constante Kc para el equilibrio: 2 HCl(g) H2(g) + Cl2(g) es 0,82. Si la reacción se inicia en un recipiente de 5,0 litros, introduciendo en él 15,0 g de cloruro de hidrógeno (HCl), calcule: a) el grado de disociación del cloruro de hidrógeno; b) la concentración de cada uno de los gases presentes en el equilibrio. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; Cl = 35,5 54. A determinada temperatura, en un recipiente de 1 litro, se lleva a cabo la siguiente reacción: H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g), de modo que, una vez alcanzado el equilibrio hay presentes: 0,40 moles de CO2, 0,40 moles de H2, 0,20 moles de H2O y 0,20 moles de CO. Seguidamente se añaden a esta mezcla en equilibrio 0,40 moles de CO y 0,40 moles de CO2. Determine la concentración de CO una vez que se alcance el nuevo equilibrio. 55. A la presión total de 100 atmósferas y a una cierta temperatura, el trióxido de azufre está disociado en un 40 % según la reacción: SO3(g) SO2(g) + ½ O2(g). Calcule: a) las fracciones molares de los gases en el equilibrio; b) la constante de disociación Kp a la temperatura de la experiencia.

9 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A partir de la composición de mezclas gaseosas de I2 y H2 a diferentes temperaturas se han obtenido los siguientes valores de Kp para la reacción: H2(g) + I2(g) 2 HI(g): T( ) Kp 70,8 66,0 61,9 57,7 53,7 50,5 46,8 43,8 a) Calcule Kc a 400 C. b) Justifique por qué esta reacción es exotérmica. c) Variará Kp si se altera la concentración de H2? Razone la respuesta. 57. A partir de la reacción: 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g), a) escriba las expresiones de las constantes Kc y Kp de la reacción; b) establezca la relación entre los valores de Kc y Kp en esta reacción; c) razone cómo influiría en el equilibrio un aumento de la presión. d) Si se aumentase la concentración de O2, explique en qué sentido se desplaza el equilibrio. Se modificaría la constante de equilibrio? 58. A temperaturas bajas, el dióxido de nitrógeno se dimeriza y forma tetraóxido de dinitrógeno según el siguiente equilibrio de dimerización: 2 NO2(g) N2O4(g). Se introducen 0,130 mol de NO2 en un recipiente de 2,0 L y se mantiene el conjunto a 298,15 K con el objetivo de que se establezca el equilibrio de dimerización. Sabiendo que una vez alcanzado el equilibrio, la concentración de NO2 en el recipiente es 0,011 M, calcule: a) la concentración del tetraóxido de dinitrógeno en el equilibrio; b) el valor de Kc. c) Se introducen 0,200 mol de un gas inerte en el recipiente manteniendo constantes la temperatura y el volumen. Razone el efecto que tendrá sobre el equilibrio y calcule la presión total sobre las paredes del recipiente. 59. A temperaturas muy altas, el SO2(g) reacciona con el oxígeno y se establece el equilibrio siguiente: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g), H < 0. En un reactor de 2,0 L de capacidad se introducen 0,40 mol de SO2(g) y 0,40 mol de O2(g) y se calienta el conjunto hasta K, para que los gases reaccionen y se forme SO3(g). a) Sabiendo que, una vez que el sistema ha alcanzado el equilibrio, la concentración de SO3(g) es 0,17 M, calcule la molaridad del resto de las sustancias en el equilibrio y el valor de Kc. b) Una vez alcanzado el equilibrio indicado en el apartado anterior, manteniendo constante el volumen del reactor, se calienta el sistema hasta K y se espera el tiempo suficiente para que se alcance una nueva situación de equilibrio. Razone, considerando el sentido del desplazamiento del equilibrio, si la concentración de SO3(g) en el nuevo estado de equilibrio será mayor o menor que 0,17 M. 60. A temperaturas razonablemente bajas, el tetraóxido de dinitrógeno es relativamente estable pero, cuando se calienta, se descompone y forma dióxido de nitrógeno. Se coloca una cierta cantidad de N2O4 dentro de un recipiente cerrado de 2,0 L y se calienta el conjunto hasta 373,15 K para que se alcance el equilibrio de descomposición: N2O4(g) 2 NO2(g), H > 0. a) Sabiendo que, una vez alcanzado el equilibrio, la presión total en el recipiente es 0,75 atm y que todavía quedan sin descomponer 0,030 mol de N2O4, calcule: a.1) la presión parcial de cada gas en el equilibrio y el valor de Kp; a.2) los moles de N2O4 que se colocaron inicialmente en el recipiente. b) Considerando que el tetraóxido de dinitrógeno es un gas incoloro y que el dióxido de nitrógeno es un gas de color marrón oscuro, razone cómo afectará un aumento de la temperatura al color de la mezcla de los dos gases en equilibrio.

10 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág A una cierta temperatura y presión, el 80 % de un mol de pentacloruro de fósforo se encuentra disociado en tetracloruro de fosforo y cloro en un recipiente de 10 L. a) Calcule Kc en dichas condiciones. b) Si se disminuye el volumen a la mitad, comente de forma razonada cómo influye cualitativamente en la disociación del pentacloruro de fósforo. 62. A una disolución acuosa que contiene iones cloruro y cromato, ambos a una concentración 0,050 M se le añade, lentamente, otra disolución acuosa de nitrato de plata. Conteste las siguientes cuestiones: a) Qué anión precipitará primero con la sal de plata? b) Cuál es la concentración necesaria de iones plata para que se inicie la precipitación? c) Cuál es la concentración de ion cloruro que hay en la disolución cuando comienza la precipitación del ion cromato? Datos: K s(agcl) = 1, ; K s(ag2cro4) = 1, A una disolución de K2SO4 se le añade una disolución de CaBr2. a) Formule el equilibrio de precipitación resultante. b) Determine la solubilidad del CaSO4 en mol L 1 y g L 1. c) Justifique cómo afecta la adición de otro sulfato a la mezcla de disoluciones del enunciado. d) Si a una disolución que contiene iones Ca 2+ y Ba 2+ en igual concentración se le hacen adiciones sucesivas de la disolución de K2SO4, justifique qué sal precipitará primero. Datos: K s(caso4) = 5, ; K s(baso4) = 1, ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Mat(Ca) = 40,1 64. A una temperatura de 200 y a una presión de 1,00 atm, el PCl5 se disocia un 49,5 % en PCl3 y Cl2. Calcule: a) las constantes Kc y Kp; b) el grado disociación del PCl5 a la misma temperatura pero a 10,0 atmósferas de presión. 65. Al calentar CO2 se descompone en CO y O2. En un contenedor con un volumen de 61,8 dm 3, a 480 y 760 torr (mmhg), por cada 1,00 mol de CO2 se obtienen 5, mol de O2. a) Calcule Kc para la descomposición de un mol de CO2 a 480. b) En qué consiste el efecto invernadero? Le hablan de la posibilidad de evitar el efecto invernadero mediante la reacción anterior, qué opinión daría? 66. Al calentar, el dióxido de nitrógeno se disocia en fase gaseosa en monóxido de nitrógeno y oxígeno: a) Formule la reacción química que tiene lugar. b) Escriba Kp para esta reacción. c) Explique el efecto que produce un aumento de presión total sobre el equilibrio. d) Explique cómo se verá afectada la constante de equilibrio al aumentar la temperatura. 67. Al proceso de producción de tolueno, C7H8(g), mediante deshidrogenación de metilciclohexano, C7H14(g), le corresponde la siguiente ecuación química: C7H14(g) C7H8(g) + 3 H2(g), H > 0. Se introducen 3,0 mol de C7H14(g) en un recipiente vacío de 1,0 L. Cuando se alcanza el equilibrio a 650 K, quedan 1,20 mol de H2(g) en el recipiente. a) Qué valor tiene la constante de equilibrio Kc a dicha temperatura? b) Cuál es la presión de la mezcla gaseosa en el equilibrio? c) Cómo varía la concentración de hidrógeno en el equilibrio si se aumenta la temperatura?

11 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Al reaccionar en determinadas condiciones, 75 g de etanol con 75 g de ácido metilpropanoico, se alcanza un equilibrio con formación de 12 g de agua en estado líquido y un segundo producto. a) Escriba la ecuación química correspondiente, indicando el tipo de reacción funcional que tiene lugar y nombrando el segundo producto. b) Calcule la masa del segundo producto presente en el equilibrio y la constante de equilibrio de la reacción. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 69. Calcula la solubilidad del AgCl(s) en g L 1, sabiendo que su producto de solubilidad es 4, Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): Cl = 35,5 ; Ag = 107,9 70. Calcule el producto de solubilidad del ioduro de plomo(ii) sabiendo que su solubilidad en agua es 1, M. 71. Calcule la concentración de NO2, en equilibrio con N2O4, en una disolución en cloroformo que contiene 0,129 mol L 1 de N2O4. La constante Kc para la reacción de disociación del N2O4 es igual a 1, Calcule, a 25, la solubilidad del fluoruro de bario, sal poco soluble, en: a) agua pura; b) una disolución acuosa de nitrato de bario (sal muy soluble) 1, M. Datos: A 25 : Constante del producto de solubilidad, Kps, del fluoruro de bario = 1, Como consecuencia de diversos estudios se comprueba que la reacción de formación del N2O5 es endotérmica. a) Qué podría decir sobre su espontaneidad? b) Conteste qué efecto tendrá sobre la posición del equilibrio un aumento de: b.1) T; b.2) p; b.3) [O2]; b.4) [N2O5]. c) Afectará alguno de estos cambios al valor de la constante de equilibrio? 74. Considerando el siguiente equilibrio existente entre oxígeno molecular y el ozono: 3 O2(g) 2 O3(g); ΔH > 0, explique: a) cómo influye sobre el equilibrio un aumento de temperatura; b) cómo se puede favorecer la formación de ozono, con presiones elevadas o con presiones bajas?; c) qué efecto tendría sobre el equilibrio la adición de un catalizador. 75. Considerando la reacción 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g), H 0 = 198 kj, razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Un aumento de la presión conduce a una mayor producción de SO3. b) Una vez alcanzado el equilibrio dejan de reaccionar las moléculas de SO2 y O2 entre sí. c) Si aumentamos la concentración de oxígeno el equilibrio se desplaza hacia la formación de SO3. d) Un aumento de temperatura favorece la formación de SO3.

12 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Considerando la reacción: 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g); H 0 = 982 kj, qué efectos tendrán sobre el equilibrio las siguientes acciones? a) Se añade oxígeno. b) Se sube la temperatura. c) Se aumenta la presión. d) Se añade un catalizador. 77. Considerando la reacción: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) Un aumento de la presión conduce a una mayor producción de SO3. b) Una vez alcanzado el equilibrio, dejan de reaccionar las moléculas de SO2 y O2 entre sí. c) El valor de Kp es superior al de Kc, a temperatura ambiente. d) La expresión de la constante de equilibrio en función de las presiones parciales es: Kp = pso2 2 po2 / pso Considere el equilibrio: 2 NOBr(g) 2 NO(g) + Br2(g). Razone cómo variará el número de moles de Br2 en el recipiente si: a) se añade NOBr; b) se aumenta el volumen del recipiente; c) se añade NO; d) se pone un catalizador. 79. Considere el equilibrio: 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2(g). Explique razonadamente cómo variará el número de moles de NO en el recipiente si: a) se añade Cl2; b) se aumenta el volumen del recipiente. c) Si la reacción anterior es endotérmica, cómo variará la constante de equilibrio al disminuir la temperatura? 80. Considere el equilibrio: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g), ΔH = 46 kj mol 1. Razone qué le acontece al equilibrio si: a) se añade hidrógeno; b) se aumenta la temperatura; c) se aumenta la presión disminuyendo el volumen; d) se retira nitrógeno. 81. Considere el siguiente equilibrio: 3 Fe(s) + 4 H2O(g) Fe3O4(s) + 4 H2(g) ; H = 150 kj mol 1. Explique cómo afectan cada una de las siguientes modificaciones a la cantidad de H2(g) presente en la mezcla en equilibrio: a) Elevar la temperatura de la mezcla. b) Introducir más H2O(g). c) Eliminar Fe3O4(s) a medida que se va produciendo. d) Aumentar el volumen del recipiente en el que se encuentra la mezcla en equilibrio (manteniendo constante la temperatura). e) Adicionar a la mezcla en equilibrio un catalizador adecuado.

13 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Considere el siguiente equilibrio: 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g), y responda razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Escriba las expresiones de las constantes Kp y Kc. b) Establezca la relación entre Kp y Kc. c) Razone cómo influiría en el equilibrio un aumento de la presión mediante una reducción del volumen. d) Si se aumenta la concentración de oxígeno justifique en qué sentido se desplazaría el equilibrio; se modificaría el valor de la constante de equilibrio? 83. Considere el siguiente equilibrio: CaCO3(s) + Q CaO(s) + CO2(g). a) Cómo le afecta la temperatura? b) Si adicionamos CaCO3 al sistema, se modifica el equilibrio? c) Y si aumentamos la presión parcial de CO2? d) Qué ocurrirá si la descomposición del carbonato de calcio se realiza en un recipiente abierto? Razone las respuestas. 84. Considere el siguiente equilibrio: H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g), H 0 = 41 kj. Indique razonadamente cómo afectará cada uno de los siguientes cambios a la concentración de H2(g) presente en la mezcla en equilibrio. a) Adición de CO2. b) Aumento de la temperatura a presión constante. c) Disminución del volumen a temperatura constante. d) Duplicar las concentraciones de CO2 y H2O inicialmente presentes en el equilibrio manteniendo la temperatura constante. 85. Considere el siguiente equilibrio: SbCl3(ac) + H2O(l) SbOCl(s) + HCl(ac). Sabiendo que es endotérmico en el sentido en que está escrita la reacción, y teniendo en cuenta que no está ajustada: a) razone cómo afecta a la cantidad de SbOCl un aumento en la cantidad de HCl; b) razone cómo afecta a la cantidad de SbOCl un aumento en la cantidad de SbCl3; c) escriba la expresión de Kc para esta reacción; d) razone cómo afecta un aumento de temperatura al valor de Kc. 86. Considere el siguiente proceso en equilibrio a 686 : CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g). Las concentraciones en equilibrio de las especies son: [CO2] = 0,086 M; [H2] = 0,045 M; [CO] = 0,050 M y [H2O] = 0,040 M. a) Calcule Kc para la reacción a 686. b) Si se añadiera CO2 para aumentar su concentración a 0,50 mol L 1, cuáles serían las concentraciones de todos los gases una vez se hubiera restablecido el equilibrio? 87. Considere el siguiente sistema en equilibrio: I2(g) + 5 CO2(g) 5 CO(g) + I2O5(s), H = kj. Justifique el efecto que tendrá sobre los parámetros que se indican el cambio que se propone: Cambio Efecto sobre a) Aumento de la temperatura Kc b) Adición de I2O5(s) Cantidad de I2 c) Aumento de la presión Cantidad de CO 88. Considere el siguiente sistema general en equilibrio: a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g), H < 0. a) Indique razonadamente en qué caso serán iguales los valores de las constantes Kc y Kp. b) Justifique cómo afectará al sistema la continua eliminación del producto C formado. c) Razone cómo afectará al sistema una disminución de la temperatura manteniendo el volumen constante.

14 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Considere la reacción: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g). Al mezclar inicialmente 49,3 moles de CO2 y 50,7 moles de H2, a la temperatura de K, se encuentra una composición en el equilibrio de 21,4 moles de CO2, 22,8 de moles de H2, 27,9 moles de CO y 27,9 moles de H2O. a) Determine el valor de Kc. b) Calcule la composición de la mezcla en el equilibrio cuando se parte inicialmente de 60 moles de CO2 y 40 moles de H2 en las mismas condiciones. 90. Considere la siguiente reacción en equilibrio: SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO (g). En un recipiente de 5,0 L, a 233, se introducen 3,2 g de SO2 gas y la cantidad de NO2 gas necesaria para que la presión total en el equilibrio alcance un valor de 0,77 atm. La cantidad de SO3 en el equilibrio es de 0,040 mol. a) Calcule la concentración inicial de NO2. b) Calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio y el valor de Kp a 233. c) Al aumentar la temperatura el valor de Kp disminuye. Razone si la reacción directa es endotérmica o exotérmica. ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 91. Considere los siguientes compuestos y sus valores de Ks (a 25 ) indicados en la tabla: a) Formule cada uno de sus equilibrios de solubilidad. b) Escriba en orden creciente, de forma justificada, la solubilidad molar de estos compuestos. Sulfato de bario Sulfuro de cadmio Hidróxido de hierro(2+) Carbonato de calcio Ks = 1, Ks = 8, Ks = 1, Ks = 8, Conteste, razonando su respuesta, a las siguientes preguntas: a) Para la reacción: C(s) + CO2(g) 2 CO(g), el valor de Kc y Kp a igual temperatura, será el mismo? b) La reacción: 2 SO2(g) + O2(g) + 2 H2O(g) 2 H2SO4(g) (1), se obtiene como suma de las reacciones parciales: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) (2) y 2 SO3(g) + 2 H2O(g) 2 H2SO4(g) (3). A igualdad de temperatura, es cierto que: Kc(1) = Kc(2) + Kc(3)? 93. Conteste, razonando su respuesta, a las siguientes preguntas: a) Se dispone, a 30, de dos disoluciones saturadas de dos sales poco solubles, AB y AB2. Si Kps (AB) = Kps (AB2), el valor de la solubilidad de AB será igual al de la solubilidad de AB2? b) El valor de Kc y Kp para la reacción: C(s) + CO2(g) 2 CO(g), será el mismo? 94. Cuando 30 gramos de ácido etanoico reaccionan con 46 gramos de etanol, se forman 37 gramos de etanoato de etilo y una cierta cantidad de agua. a) Escriba el equilibrio que se produce. b) Calcule los gramos de agua que se forman. c) Calcule la constante de equilibrio de la reacción. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 95. Cuando el óxido de mercurio (sólido) se calienta en un recipiente cerrado en el que se ha hecho el vacío, se disocia reversiblemente en vapor de Hg y O2 hasta alcanzar una presión total que en el equilibrio a 380 vale 141 mmhg, según 2 HgO (s) 2 Hg(g) + O2(g). Calcule: a) las presiones parciales de cada componente en el equilibrio; b) el valor de Kp.

15 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Cuando el óxido de mercurio(sólido), HgO(s), se calienta en un recipiente cerrado en el que se hecho el vacío, se disocia reversiblemente en vapor de mercurio y oxígeno, de acuerdo con el equilibrio: 2 HgO(s) 2 Hg(g) + O2(g). Si tras alcanzar el equilibrio, la presión total fue de 0,185 atm a 380, calcule: a) las presiones parciales de cada uno de los componentes gaseosos; b) las concentraciones molares de los mismos; c) el valor de las constantes de equilibrio, Kc y Kp. 97. Cuando en un recipiente cerrado se calienta a 500 una mezcla gaseosa formada por 9,0 moles de H2 y 6,0 moles de I2 se forman en equilibrio 10,0 moles de HI de acuerdo con el proceso: I2(g) + H2(g) 2 HI(g), ΔH > 0. a) Calcule la composición en equilibrio si a la misma temperatura se mezclan 5,0 moles de I2 y 5,0 moles de H2. b) Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: b.1) Cuando el volumen del recipiente se duplica, la cantidad de reactivos se reduce. b.2) Cuando aumenta la temperatura disminuye la presión parcial de HI. b.3) El valor de Kp es independiente de la temperatura. 98. Cuando la reacción: A + B C + D se realiza con cantidades estequiométricas de reactivos y a 25, es ligeramente exotérmica ( H = 10 kj mol 1 ), su Kc = 2,60 y la velocidad medida experimentalmente, 3, mol L 1 s 1. a) Si la reacción se repite en las mismas condiciones, pero en presencia de un catalizador qué magnitudes variarán respecto a las del primer experimento? b) Cómo actúa un catalizador (positivo)? 99. Cuando se alcanza el siguiente equilibrio: 2 CO(g) C(s) + CO2(g) a T = 600 y pt = 2,0 atm, la fase gaseosa contiene 0,050 moles de dióxido de carbono por cada mol de monóxido de carbono. a) Calcule las presiones parciales de cada uno de los gases presentes en el equilibrio. b) Determine el valor de Kc y Kp del equilibrio a esa temperatura. Datos: Constante de los gases ideales: R = 0,082 atm L mol 1 K Cuando se calienta una mezcla gaseosa de 18,0 g de hidrógeno molecular con 1 522,8 g de yodo molecular a 550 se forman en el equilibrio (mediante una reacción ligeramente exotérmica) g de yoduro de hidrógeno gaseoso. Razonadamente: a) calcule la composición de equilibrio si a igual temperatura se mezclasen 5,0 moles de yodo y 5,0 moles de hidrógeno; b) explique cómo actúan la temperatura, la presión y la presencia de un catalizador sobre el posible desplazamiento del equilibrio. Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1,0 ; I = 126, Cuando se introducen 2,0 mol de A y 2,0 mol de B en un recipiente de 20 L y se calienta a 600, se establece el siguiente equilibrio: A(g) + B(g) C(g), con una constante Kp = 0,42. Calcule: a) la constante Kc; b) las concentraciones de A, B y C en el equilibrio; c) las presiones parciales de A, B y C en el equilibrio. d) Justifique hacia dónde se desplazaría el equilibrio si aumentase la presión total.

16 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Cuando se produce la lluvia ácida, uno de los pasos intermedios de formación de ácido sulfúrico en la atmósfera es la reacción entre el dióxido de azufre y el oxígeno, que genera trióxido de azufre. La reacción ajustada es la siguiente: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). La reacción es exotérmica y la constante de equilibrio de presiones, a 500 K, es Kp = 2, a) Un recipiente cerrado de 10,0 L, a 500 K, contiene 2,0 mol de dióxido de azufre, 1,0 mol de oxígeno y 2,0 mol de trióxido de azufre. Explique justificadamente si la mezcla gaseosa se encuentra en equilibrio y cómo evolucionará con el tiempo. b) Qué efectos tendrá una disminución de la temperatura en el equilibrio y en la constante de equilibrio, Kp? Y una disminución de la presión total? 103. Cuando se trata agua líquida con exceso de azufre sólido en un recipiente cerrado, a 25, se obtienen los gases sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre. a) Formule el equilibrio que se establece entre reactivos y productos. b) Escriba las expresiones de Kc y Kp. c) Indique cómo afecta al equilibrio un aumento de presión. d) Indique el signo de la variación de entropía del proceso Cuando un recipiente de 5,0 L conteniendo 59,9 g de SbCl5 se calienta a 180, se establece el siguiente equilibrio: SbCl5(g) SbCl3(g) + Cl2(g), según esto, calcule: a) las concentraciones de las distintas especies en el equilibrio, sabiendo que la presión total es de 2,0 atmósferas; b) el valor de Kp y Kc. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(Cl) = 35,5 ; Mat(Sb) = 122,0 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K Dada la reacción de formación de agua según la ecuación: 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g), H 0 = 483,2 kj, a) el valor de la constante de equilibrio Kp coincidirá con el de Kc? Por qué?; b) al aumentar la temperatura, se producirá más agua? Por qué?; c) al aumentar la presión (debido a una variación en el volumen), se producirá más agua? Por qué? 106. Dada la reacción endotérmica para la obtención de hidrógeno: CH4(g) C(s) + 2 H2(g), a) escriba la expresión de la constante de equilibrio Kp; b) justifique cómo afecta un aumento de presión al valor de Kp; c) justifique cómo afecta una disminución de volumen a la cantidad de H2 obtenida; d) justifique cómo afecta un aumento de temperatura a la cantidad de H2 obtenida Dada la reacción 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) a una cierta temperatura en equilibrio se tiene la misma concentración de SO3 y de SO2. a) Cuál es la concentración de O2? b) Si al aumentar la temperatura disminuye el valor de Kc, razone si el proceso de formación de SO3 es endotérmico o exotérmico. Datos: K c = 200 L mol Dada la reacción H2O(g) + CO(g) CO2(g) + H2(g). En un recipiente de 1,0 L, a 1 000, se introducen 3,0 mol de CO2 y una cantidad de H2. Cuando se alcanza el equilibrio, la presión total es de 417,5 atm. Calcule: a) los moles iniciales de H2; b) los moles en el equilibrio de todas las especies químicas presentes. ; K c = 1,45

17 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Dada la reacción: 4 NH3(g) + 3 O2(g) 2 N2(g) + 6 H2O(l) ΔH 0 = 80,4 kj. Razone: a) cómo tendría que modificarse la temperatura para aumentar la proporción de nitrógeno molecular en la mezcla; b) cómo influiría en el equilibrio la inyección de oxígeno molecular en el reactor en el que se encuentra la mezcla; c) cómo tendría que modificarse la presión para aumentar la cantidad de NH3 en la mezcla Dada la siguiente reacción CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g), se tienen inicialmente 2,0 mol de CO2 y 2,0 mol de H2 a 727 en un recipiente de 5,0 L. Determine: a) los moles que hay de cada compuesto en el equilibrio; b) las presiones parciales de cada compuesto en el equilibrio. ; K c = 0, Dado el equilibrio de disociación del cloruro de nitrosilo: 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2(g), H 0 = 258 kj mol 1, razone qué efecto producirán en él los siguientes cambios: a) Aumentar la presión. b) Aumentar la temperatura. c) Aumentar la concentración de cloro Dado el equilibrio químico siguiente: 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) H < 0, responda de manera razonada si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas: a) Se trata de un proceso espontáneo a bajas temperaturas. b) Si se adiciona un catalizador al sistema, la entalpía disminuye. c) Si el volumen del recipiente se reduce a la mitad, el valor de Kc aumentará. d) Una disminución de temperatura favorece la formación de NO2(g) Dado el equilibrio: 2 HI(g) H2(g) + I2(g), si la concentración inicial de HI es 0,100 M y cuando se alcanza el equilibrio, a 520, la concentración de H2 es 0,010 M, calcule: a) la concentración de I2 y de HI en el equilibrio; b) el valor de las constantes Kc y Kp a esa temperatura Dado el equilibrio: 4 HCl(g) + O2(g) 2 H2O(g) + 2 Cl2(g), H 0 = 115 kj, razone el efecto que tendrá sobre éste cada uno de los siguientes cambios: a) Aumentar la temperatura. b) Aumentar la presión total. c) Añadir un catalizador Dado el equilibrio: C(s) + CO2(g) 2 CO(g), H 0 = 119,8 kj, conteste razonadamente cómo modifica el equilibrio: a) disminuir la cantidad de carbón; b) aumentar la cantidad de dióxido de carbono; c) disminuir la temperatura; d) aumentar la presión Dado el equilibrio: C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g), justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La expresión de la constante de equilibrio Kp es: KK pp = pp COpp H 2 pp C pp H 2O b) Al añadir más carbono, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. c) En esta reacción, el agua actúa como oxidante. d) El equilibrio se desplaza hacia la izquierda cuando aumenta la presión total del sistema.

18 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Dado el siguiente equilibrio: 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g), con H 0 < 0, razone en cada caso cómo se modifica el equilibrio y Kc cuando: a) se eleva la temperatura; b) se disminuye la presión; c) se añade un catalizador Dado el siguiente equilibrio: H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g), se sabe que la constante de equilibrio, Kc, a 900 es 0,003 0, mientras que Kc a es 0,20. Responda de forma razonada a las siguientes cuestiones: a) Cuál de las dos temperaturas es más adecuada para favorecer la producción de CO? b) Cómo afectaría a la reacción un aumento de presión? c) Si se elimina H2 a medida que se va formando, hacia dónde se desplaza el equilibrio? d) La reacción es exotérmica o endotérmica? 119. Dado el siguiente equilibrio: SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g). Se introducen 128 g de SO2 y 64 g de O2 en un recipiente cerrado de 2,0 L en el que previamente se ha hecho el vacío. Se calienta la mezcla y cuando se ha alcanzado el equilibrio, a 830, ha reaccionado el 80 % del SO2 inicial. Calcule: a) la composición (en moles) de la mezcla en equilibrio y el valor de Kc; b) la presión parcial de cada componente en la mezcla de equilibrio y, a partir de estas presiones parciales, calcule el valor de Kp. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K Dado el sistema en equilibrio N2O4(g) 2 NO2(g), ΔH 0 = +58,2 kj, prediga razonadamente el sentido del desplazamiento del sistema al realizar cada una de las siguientes variaciones: a) Retirar NO2 de la mezcla a temperatura y volumen constantes. b) Aumentar la presión del sistema disminuyendo el volumen del recipiente. c) Calentar la mezcla a volumen constante. d) Añadir cierta cantidad de nitrógeno a temperatura y volumen constantes. e) Poner la mezcla en contacto con catalizadores a temperatura y volumen constantes Dado el sistema en equilibrio: N2(g) + H2(g) NH3(g), H 0 = 92,6 kj, prediga razonadamente el sentido del desplazamiento del sistema al realizar cada una de las siguientes variaciones: a) Retirar NH3 de la mezcla a temperatura y volumen constantes. b) Aumentar la presión del sistema disminuyendo el volumen del recipiente. c) Calentar la mezcla a volumen constante. d) Añadir cierta cantidad de helio a temperatura y volumen constantes. e) Poner la mezcla en contacto con catalizadores a temperatura y volumen constantes Dado el equilibrio: H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g); H > 0, señale, razonadamente, cuál de las siguientes medidas produce un aumento de la concentración de monóxido de carbono. a) Elevar la temperatura. b) Retirar vapor de agua de la mezcla en el equilibrio. c) Introducir H2 en la mezcla en equilibrio Dentro de un recipiente de 10 litros de capacidad se hacen reaccionar 0,50 moles de H2(g) y 0,50 moles de I2(g) según la reacción: H2(g) + I2(g) 2 HI(g). A 448, la constante Kc del equilibrio es 50. Calcule: a) el valor de Kp a esa temperatura; b) los moles de yodo que quedan sin reaccionar cuando se ha alcanzado el equilibrio; c) si partimos inicialmente de 0,25 moles de H2(g), 0,25 moles de I2(g) y 4,0 moles de HI(g), cuántos moles de yodo habrá ahora en el equilibrio a la misma temperatura.

19 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág Dentro de un recipiente de 10,0 litros se introducen 0,61 moles de dióxido de carbono y 0,39 moles de hidrógeno y se calientan hasta a Una vez alcanzado el equilibrio de la reacción: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g), se analiza la mezcla de gases, y se encuentra que hay 0,35 moles de dióxido de carbono. a) Calcule las cantidades correspondientes a los otros gases presentes en el equilibrio y el valor de Kc a b) Una vez alcanzado el equilibrio anterior, se añaden al recipiente 0,22 moles de hidrógeno, manteniendo constante la temperatura. Calcule la composición de la mezcla cuando se obtenga la nueva situación de equilibrio Dentro de un recipiente de 5,0 litros se introducen un mol de dióxido de azufre y otro de oxígeno, se calienta el sistema a y tiene lugar la reacción: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). a) Establezca la cantidad de trióxido de azufre formado si en el equilibrio hay 0,15 moles de dióxido. b) Qué valor tiene Kc a esta temperatura? c) Razone la influencia de un aumento de la presión en el equilibrio Determine si se formará precipitado cuando a 100 ml de agua destilada se añaden 100 ml de disolución acuosa 0,010 M de sulfato de sodio, Na2SO4, y 10 mg de nitrato de plomo(ii), Pb(NO3)2, sólido. Suponga que los volúmenes son aditivos y que el volumen del Pb(NO3)2 sólido puede despreciarse. Datos: Kps(PbSO4) = 1, ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Pb) = 207, Determine si se formará precipitado cuando se añaden 3 gotas de una disolución acuosa de KI 0,20 M a 100 ml de una disolución acuosa de nitrato de plomo(ii), Pb(NO3)2, 0,010 M. Suponga que una gota de disolución equivale a 0,050 ml y que los volúmenes son aditivos. Datos: Kps (PbI2) = 7, Determine si se formará precipitado cuando se mezclan 250 ml de agua destilada con 30 ml de disolución acuosa 0,10 M de nitrato de bario, Ba(NO3)2, y con 20 ml de disolución acuosa de carbonato de sodio, Na2CO3, 0,015 M. Suponga que los volúmenes son aditivos. Datos: Kps(BaCO3) = 5, Discuta cómo afectaría a la situación de equilibrio del sistema siguiente: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g), catalizada, 723 K; H 0 = 202 kj ; S 0 = 187 J K 1, a) un aumento de la temperatura de reacción; b) la eliminación del catalizador; c) un aumento de la presión total del sistema; d) un aumento del volumen del reactor El amoníaco a nivel industrial se ha venido produciendo con la reacción: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) H 0 = 92,2 kj. a) Defina el principio de Le Chatelier. b) Explique cualitativamente cómo favorecería la producción de amoníaco variando parámetros tales como la concentración de los reactivos o del producto, presión del reactor y temperatura de reacción El amoniaco reacciona a 298 K con oxígeno molecular y se oxida a monóxido de nitrógeno y agua, siendo su entalpía de reacción negativa. a) Formule la ecuación química correspondiente con coeficientes estequiométricos enteros. b) Escriba la expresión de la constante de equilibrio Kc. c) Razone cómo se modificará el equilibrio al aumentar la presión total a 298 K, si son todos los compuestos gaseosos a excepción del H2O que se encuentra en estado líquido. d) Explique razonadamente cómo se podría aumentar el valor de la constante de equilibrio.

20 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El amoniaco se obtiene mediante el método de Haber Bosch que consiste en la reacción directa de los elementos: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g), H = 92,4 kj. Discuta los efectos de los cambios de presión y temperatura así como la influencia de la presencia de un catalizador en el rendimiento en amoniaco El azufre es muy importante a nivel industrial. En el proceso Claus se obtiene según la reacción: 2 H2S(g) + SO2(g) 3 S(s) + 2 H2O(g). En un reactor de 5,0 litros de capacidad, que se encuentra a 107, se introducen 5,0 moles de H2S y 3,0 moles de SO2. Si, tras alcanzarse el equilibrio, el reactor contiene 4,8 moles de H2O, calcule: a) el valor de Kc y Kp para esta reacción a esta temperatura; b) las presiones parciales de todas las especies en el equilibrio El BaSO4 es un compuesto poco soluble en agua que se utiliza de forma habitual en el análisis por rayos X del tracto intestinal. Algunos estudios indican que aproximadamente un 2 % de la población es alérgica al Ba 2+ (ac) que proviene del siguiente equilibrio químico: BaSO4(s) Ba 2+ (ac) + SO4 2 (ac). Conteste razonadamente a las siguientes preguntas: a) En el caso de que un paciente sea ligeramente alérgico al Ba 2+ (ac), qué haría para disminuir los efectos de la alergia cuando tiene que ingerir una suspensión de BaSO4: añadiría Na2SO4 que es un compuesto muy soluble o adicionaría más BaSO4 a la suspensión? b) Qué disolución puede provocar mayor alergia debido al Ba 2+ (ac), una de BaCO3 o una de BaSO4? Valores de productos de solubilidad, Ks, de algunas sales insolubles de bario a 25 Compuesto BaCO3 BaSO4 Ks 3, , Suspensión comercial de sulfato de bario (BaSO4) El carbonato de calcio se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono. Calcule: a) la temperatura para la que el proceso se encuentra en equilibrio; b) la constante de equilibrio a 25 y 1,0 atm. c) Razone hacia dónde estará desplazada la reacción en las condiciones del apartado anterior. Datos: Suponga que Hr y Sr no dependen de la temperatura ; Hr = 178 kj mol 1 ; Sr = 161 J K 1 mol 1 ; Constante de los gases ideales, R = 8,31 J K 1 mol El CH3OH(g) se fabrica industrialmente a partir de CO y H2. En un recipiente de 1,5 dm 3 se introducen 0,15 moles de CO y 0,30 moles de H2. Al alcanzar el equilibrio a 500 K, el recipiente contiene 0,12 moles de CO. a) A 500 K se tiene una mezcla gaseosa 0,02 M en CH3OH, 0,1 M en CO y 0,1 M en H2. Estará en equilibrio? Si no lo está, en qué sentido deberá evolucionar la reacción para alcanzarlo? b) Cree que un aumento de temperatura tendrá consecuencias sobre el medio ambiente? Datos: (500 K) Hreacción = 91 kj mol El cianuro de amonio se descompone según el equilibrio: NH4CN(s) NH3(g) + HCN(g). Cuando se introduce una cantidad de cianuro de amonio en un recipiente de 2,0 L en el que previamente se ha hecho el vacío, se descompone en parte y, cuando se alcanza el equilibrio a la temperatura de 11, la presión es de 0,30 atm. Calcule: a) los valores de Kc y Kp para dicho equilibrio; b) la cantidad máxima de NH4CN, en gramos, que puede descomponerse a 11 en un recipiente de 2,0 L. ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(C) = 12,0 ; Mat(N) = 14,0

21 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El cloruro de plata(i) es una sal muy insoluble en agua. a) Formule el equilibrio heterogéneo de disociación. b) Escriba la expresión de la constante del equilibrio de solubilidad (Ks) y su relación con la solubilidad molar (s). c) Dado que la solubilidad aumenta con la temperatura, justifique si el proceso de disolución es endotérmico o exotérmico. d) Razone si el cloruro de plata(i) se disuelve más o menos cuando en el agua hay cloruro de sodio en disolución El cloruro de sodio reacciona con nitrato de plata precipitando totalmente cloruro de plata y obteniéndose además nitrato de sodio. Calcule: a) la masa de cloruro de plata que se obtiene a partir de 100 ml de disolución de nitrato de plata 0,50 M y de 100 ml de disolución de cloruro de sodio 0,40 M; b) los gramos del reactivo en exceso. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Na) = 23,0 ; Mat(C) = 35,5 ; Mat(Ag) = 107, El CO2 reacciona a 337 con H2S según: CO2(g) + H2S(g) COS(g) + H2O(g), H 0 f = 12,2 kj mol 1. En un reactor de 2,5 L se introducen 4,4 g de CO2 y suficiente cantidad de H2S para que una vez alcanzado el equilibrio la presión total sea 10 atm y los moles de agua 0,010. a) Calcule la composición de la mezcla en equilibrio. b) El valor de las constantes Kp y Kc. c) Diga cómo afectaría a: c.1) Kc un aumento de la temperatura, suponiendo ΔHf independiente de la misma; c.2) la cantidad de agua la adición de CO2; c.3) la cantidad de COS un aumento de la presión. Datos: Masas atómicas: C = 12 ; O = 16 ; R = 0,082 atm L mol 1 K El CO2 reacciona con el H2S a altas temperaturas según la reacción: CO2(g) + H2S(g) COS(g) + H2O(g). Se introducen 4,4 g de CO2 en un recipiente de 2,55 L a 337 C, y una cantidad suficiente de H2S para que, una vez alcanzado el equilibrio, la presión total sea de 10 atm(1 013,1 kpa). Si en la mezcla en equilibrio hay 0,010 moles de agua, calcule: a) el número de moles de cada una de las especies en el equilibrio; b) el valor de Kc y Kp a esa temperatura. = 8,31 J K 1 mol El compuesto gaseoso NOBr se descompone de acuerdo con el siguiente esquema: NOBr(g) NO(g) + ½ Br2(g). A la temperatura de 350 K, la constante de equilibrio Kp vale 0,15 (si las presiones se expresan en atmósferas). Si se colocan en un recipiente adecuado cantidades tales de los gases NOBr, NO y Br2 que sus presiones parciales sean, respectivamente, 0,50, 0,40 y 0,20 atm, a la mencionada temperatura, a) se producirá una transformación química neta? Si tal cosa ocurre, b) se formará o se consumirá Br2? c) Calcule Kc a la temperatura dada.

22 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El dióxido de azufre se oxida según el siguiente equilibrio químico: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g). Sabiendo que H 0 f(so2) = 296 kj mol 1 y H 0 f(so3) = 395 kj mol 1 : a) indique razonadamente cómo afectará al equilibrio un aumento de la temperatura; b) indique razonadamente cómo afectará al equilibrio un aumento de la presión; c) indique razonadamente cómo afectará al equilibrio la presencia de un catalizador; d) calcule el volumen de SO3 producido a 45 y 1,0 atmósfera de presión por cada 64 g de oxígeno consumidos. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(O) = 16,0 ; Mat(S) = 32,1 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K El dióxido de carbono reacciona a según el siguiente equilibrio: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g). En un recipiente de 5,0 litros se colocan 88 gramos de CO2 y la cantidad suficiente de H2 para que cuando se alcance el equilibrio la presión total sea de 120 atm. En la mezcla de equilibrio hay 1,2 moles de agua. Calcule: a) el número de moles de cada sustancia en el equilibrio; b) las constantes Kp y Kc a ; Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16, El dióxido de nitrógeno es un compuesto que contribuye a la formación del smog fotoquímico en los procesos de contaminación urbana debido a que a temperaturas elevadas se descompone según la reacción: 2 NO2(g) 2 NO(g) + O2(g). Si en un recipiente de 2,0 L se introduce NO2 a 25 y 21,1 atm de presión y se calienta hasta 300 (a volumen constante) se observa que la presión una vez que se alcanza el equilibrio es de 50 atm. Calcule a 300 : a) el grado de disociación del dióxido de nitrógeno; b) el valor de Kc y Kp El dióxido de nitrógeno es un gas contaminante de las zonas urbanas que se forma como subproducto en los procesos de combustión a temperaturas elevadas. En un reactor cerrado de 5,0 L de capacidad calentamos una muestra de dióxido de nitrógeno hasta una temperatura constante de 327 y se produce la reacción siguiente: 2 NO2(g) 2 NO(g) + O2(g). Una vez llegamos al equilibrio, analizamos la mezcla gaseosa y encontramos que contiene 3,45 g de NO2, 0,60 g de NO y 0,32 g de O2. a) Calcule la constante de equilibrio en concentraciones, Kc, y la constante de equilibrio en presiones, Kp, de la reacción anterior a 327. b) Conseguiríamos producir más monóxido de nitrógeno si añadiéramos un catalizador en la mezcla gaseosa en equilibrio? Y si aumentamos el volumen del recipiente? Explique razonadamente las respuestas. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Constante de los gases ideales, R = 0,082 atm L mol 1 K El dióxido de nitrógeno es un gas de color rojizo que reacciona consigo mismo (se dimeriza) para dar lugar al tetraóxido de dinitrógeno, que es un gas incoloro. Se ha comprobado que una mezcla a 0 es prácticamente incolora mientras que a 100 tiene color rojizo. Teniendo esto en cuenta, a) escriba la reacción que tiene lugar; b) justifique si la reacción es exotérmica o endotérmica; c) qué cambio de color se apreciará a 100 si se aumenta la presión del sistema?; d) justifique si se modificará el color de la mezcla si, una vez alcanzado el equilibrio, se añade un catalizador.

23 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El dióxido de nitrógeno es un gas que se presenta en la forma monómera a 100 C. Cuando se disminuye la temperatura del reactor hasta 0 C se dimeriza para dar tetraóxido de dinitrógeno gaseoso. a) Formule el equilibrio químico correspondiente a la reacción de dimerización. b) Es exotérmica o endotérmica la reacción de dimerización? c) Explique el efecto que produce sobre el equilibrio una disminución del volumen del reactor a temperatura constante. d) Explique cómo se verá afectado el equilibrio si disminuye la presión total, a temperatura constante El equilibrio siguiente es importante en la producción de ácido sulfúrico: 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g). Cuando se introduce una muestra de 0,020 moles de SO3 en un recipiente de 1,5 litros mantenido a 900 K en el que previamente se ha hecho el vacío, se obtiene una presión total en el equilibrio de 1,10 atm. a) Calcule la presión parcial de cada componente de la mezcla gaseosa en el equilibrio. b) Calcule Kc y Kp El equilibrio CO2(g) + CF4(g) 2 COF2(g) tiene una Kc = 0,50 a K. Si a esta temperatura se mezclan 0,30 moles de CO2, 0,30 moles de CF4 y 0,15 moles de COF2 en un matraz de 2,0 litros, responda a las siguientes cuestiones: a) Estará la mezcla en equilibrio? Si no es así, hacia dónde se desplaza? b) Cuál es la concentración de cada gas en el equilibrio? 151. El equilibrio: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) se alcanza calentando 3,0 g de pentacloruro de fósforo hasta 300 en un recipiente de medio litro, siendo la presión final de 2,0 atm. Calcule: a) el grado de disociación del pentacloruro de fósforo; b) el valor de Kp a dicha temperatura. ; Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): P = 31,0 ; Cl = 35, El fosgeno es un gas venenoso que se descompone según la reacción: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g). A la temperatura de 900 el valor de la constante Kc para el proceso anterior es de 0,083. Si en un recipiente de 2,0 L se introducen, a la temperatura indicada, 0,40 mol de COCl2, calcule: a) las concentraciones de todas las especies en equilibrio; b) el grado de disociación del fosgeno en esas condiciones El fosgeno, COCl2, es un gas asfixiante que fue empleado como arma química en la 1.ª Guerra Mundial. Cuando se calienta a 707 se descompone estableciéndose el equilibrio COCl2(g) CO(g) + Cl2(g). En un recipiente de 5,0 litros se introducen 0,25 moles de COCl2 y cuando se alcanza el equilibrio la presión en el recipiente es 6,26 atm. Calcule: a) el número de moles de cada sustancia presentes en el equilibrio; b) el valor de la constante de concentraciones, Kc; c) el valor de la constante de presiones, Kp El hidrógeno posiblemente será el combustible principal en un futuro inmediato. Éste se puede obtener por reformado del metano según la ecuación: CH4 + H2O CO + 3 H2. La constante de dicho equilibrio aumenta mucho con la temperatura y a se puede conseguir la transformación del 99,7 % del metano cuando en un reactor de 5,0 L se introducen 5,0 moles de metano y 10,0 moles de agua. Calcule: a) el valor de la constante de equilibrio, Kc; b) la masa obtenida de hidrógeno en las condiciones descritas. Datos: Masa atómica del hidrógeno, Mat H = 1,01 g mol 1

24 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El hidrógeno, H2(g), se está convirtiendo en una fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles cuya combustión es responsable del efecto invernadero. Considere el siguiente equilibrio: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g); H = +28 kj. Explique, razonadamente, el efecto que cada uno de los cambios que se indican tendría sobre la mezcla gaseosa en equilibrio: a) aumentar la temperatura del reactor manteniendo constante la presión; b) disminuir el volumen del reactor manteniendo constante la temperatura; c) adicionar CO2 a la mezcla en equilibrio; d) añadir a la mezcla en equilibrio un catalizador El hidrogenosulfuro de amonio, NH4HS(s), utilizado en el revelado de fotografías, es inestable a temperatura ambiente y se descompone parcialmente según el equilibrio siguiente: NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g); Kp = 0,108 (a 25 ). a) Se introduce una muestra de NH4HS(s) en un recipiente cerrado a 25, en el que previamente se ha hecho el vacío. Cuál será la presión total en el interior del recipiente una vez alcanzado el equilibrio a 25? b) En otro recipiente de 2,0 litros de volumen, pero a la misma temperatura de 25, se introducen 0,10 mol de NH3 y 0,20 mol de H2S. Cuál será la presión total en el interior del recipiente una vez se alcance el equilibrio a 25? 157. El Kps del hidróxido de calcio es 5, a) Escriba la ecuación del equilibrio de solubilidad y la expresión de su producto de solubilidad. b) Considerando el equilibrio anterior, indique qué sucederá si a una disolución acuosa saturada de hidróxido de calcio en equilibrio con hidróxido de calcio sólido se le añade: b.1) agua; b.2) cloruro de calcio; b.3) ácido clorhídrico El mecanismo de inflado de un cojín de seguridad (o airbag ) de los coches se basa en el descomposición de la azida de sodio, NaN3, que, en menos de 50 milisegundos, libera una gran cantidad de nitrógeno gaseoso según la reacción en fase heterogénea siguiente: 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g), ΔH (600 K) > 0. En un reactor de 1,0 L de capacidad se introducen 71,5 g de azida de sodio y se calienta a 600 K para provocar la descomposición. Cuando se alcanza el equilibrio quedan en el reactor 6,5 g de azida de sodio sin reaccionar. a) Determine la constante de equilibrio de concentraciones, Kc, de la reacción de la descomposición de la azida de sodio, a 600 K. b) Cómo influirá en la cantidad de azida de sodio descompuesta un aumento de temperatura si mantenemos constante el volumen del recipiente? Y un aumento del volumen si la temperatura se mantiene constante? Argumente las respuestas. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(Na) = 23, El metanol se obtiene a escala industrial por hidrogenación del monóxido de carbono según la reacción siguiente: CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g), H 0 = 125 kj mol 1. Razone si la concentración de metanol aumentará en los siguientes casos: a) Al aumentar la temperatura. b) Al adicionar un catalizador. c) Al aumentar la concentración de hidrógeno.

25 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El metanol se obtiene industrialmente por hidrogenación del monóxido de carbono, según el equilibrio: CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g); H = 128 kj mol 1. Conteste razonadamente si, para conseguir mayor producción de metanol, serán o no favorables cada una de las siguientes condiciones: a) Aumentar la cantidad de hidrógeno en el sistema. b) Aumentar la temperatura de trabajo. c) Disminuir el volumen del reactor, a temperatura constante. d) Eliminar metanol del reactor. e) Añadir un catalizador al sistema en equilibrio El monóxido de carbono reacciona con cloro alcanzándose el siguiente equilibrio a una temperatura T = 70 : CO(g) + Cl2(g) COCl2(g). Se introduce el mismo número de moles de monóxido de carbono y cloro en un recipiente de 2,0 litros y cuando se alcanza el equilibrio el número total de moles es de 24,0, quedando 2,0 de los moles de cloro sin reaccionar. a) Calcule la constante del equilibrio Kc. b) Calcule las nuevas concentraciones de todos los componentes si se añade 1,0 mol de cloro al sistema en equilibrio El monóxido de nitrógeno es un contaminante que se genera, a veces, como subproducto en un reactor químico. Una forma de eliminarlo consiste en hacerlo reaccionar con hidrógeno según la siguiente ecuación: 2 NO(g) + 2 H2(g) N2(g) + 2 H2O(g), H 0 < 0. a) Se introducen 1,0 mol de monóxido de nitrógeno y 1,0 mol de hidrógeno en un recipiente de 10 L y se calienta hasta una temperatura de 800 K. Cuando la reacción alcanza el equilibrio se comprueba que la mezcla contiene 0,30 mol de nitrógeno, además de monóxido de nitrógeno, hidrógeno y agua. Calcule las concentraciones de los cuatro gases en el equilibrio y la constante de equilibrio en concentraciones, Kc, a 800 K. b) El objetivo de una empresa química es eliminar el monóxido de nitrógeno producido en un reactor mediante la reacción descrita con hidrógeno. Es mejor que realice esta reacción a temperatura alta o baja? Es mejor que la realice a presión alta o baja? Justifique sus respuestas El N2O4 se descompone a 45 según: N2O4(g) 2 NO2(g). En un recipiente de 1,00 L de capacidad se introduce 0,100 mol de N2O4 a dicha temperatura. Al alcanzar el equilibrio la presión total es de 3,18 atmósferas. Calcule: a) el grado de disociación; b) el valor de Kc; c) la presión parcial ejercida por cada componente; d) la presión total si junto con los 0,100 moles de N2O4 introducimos 0,010 mol de NO El N2O4 se descompone de acuerdo con la ecuación: N2O4(g) 2 NO2(g). En un recipiente de 5,0 litros se introducen 0,284 moles de N2O4 a 50. Al llegar al equilibrio la presión es de 2,0 atm. a) Calcule el grado de disociación a esa temperatura. b) Razone de qué manera variará el grado de disociación si el volumen del reactor se reduce a la mitad. c) Calcule el valor de Kc y Kp. d) Si se introducen simultáneamente 0,284 moles de N2O4 y 0,284 moles de NO2, en qué sentido evolucionaría la reacción para alcanzar el equilibrio?

26 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El N2O4(g) ha sido ampliamente utilizado por la NASA como comburente de cohetes. Un investigador está interesado en calcular la constante de equilibrio de la reacción de descomposición del N2O4(g) a 100 : N2O4(g) 2 NO2(g). En un experimento, introduce un mol de N2O4(g) en un recipiente vacío de un litro de capacidad y determina cómo varían las concentraciones de los compuestos N2O4 y NO2 en función del tiempo (figura 1) a 100 ; mientras que en otro experimento introduce la misma cantidad inicial de N2O4 y un catalizador específico para esta reacción, y vuelve a determinar la variación temporal de concentraciones (figura 2) a 100. Justifica la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) De la figura 1 se puede deducir que Kc a 100 tendrá un valor mucho menor que la unidad. b) Cuando se introduce un catalizador en el recipiente que contiene inicialmente el N2O4(g) (véase la figura 2), el equilibrio tarda más tiempo en lograrse El N2O4(g) se descompone parcialmente a 45 C para dar NO2(g). En un recipiente vacío, exactamente de un litro de capacidad, a 45 C se introducen 0,100 moles de N2O4 alcanzándose en el equilibrio una presión de 3,18 atmósferas. Calcule: a) las constantes de equilibrio en función de las presiones y de las concentraciones; b) el grado de disociación del N2O El N2O4(g) se descompone según el siguiente equilibrio: N2O4(g) 2 NO2(g). Si a 25 se introducen 0,635 g de N2O4 en un recipiente de 200 ml, se observa que una vez alcanzado el equilibrio el grado de disociación es 0,185. Calcule: a) las concentraciones de cada una de las especies en el equilibrio; b) las constantes Kc y Kp; c) las presiones parciales de cada una de las especies en el equilibrio. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16, El níquel metálico se obtiene a partir de la siguiente reacción: NiO(s) + CO(g) Ni(s) + CO2(g). a) Indique la expresión de Kp y Kc. b) Coincidirá Kc con Kp para esta reacción? c) En qué sentido se desplazará el equilibrio si se aumenta la presión? d) En qué sentido se desplazará el equilibrio si añadimos más cantidad de NiO sólido? 169. El NO2 y el SO2 reaccionan según la ecuación: NO2(g) + SO2(g) NO(g) + SO3(g). Una vez alcanzado el equilibrio, la composición de la mezcla contenida en un recipiente de 1,0 L de capacidad es 0,60 moles de SO3, 0,40 moles de NO, 0,10 moles de NO2 y 0,80 moles de SO2. a) Calcule el valor de Kp en esas condiciones de equilibrio. b) Calcule la cantidad de moles de NO que habría que añadir al recipiente, en las mismas condiciones, para que la cantidad de NO2 fuera 0,30 moles tras restablecerse el equilibrio El óxido de mercurio(2+) contenido en un recipiente cerrado se descompone a 380 según: 2 HgO(s) 2 Hg(g) + O2(g). Sabiendo que a esa temperatura el valor de Kp es 0,186, calcule: a) las presiones parciales de O2 y de Hg en el equilibrio; b) la presión total en el equilibrio y el valor de Kc a esa temperatura.

27 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El pentacloruro de antimonio se disocia según la reacción: SbCl5(g) SbCl3(g) + Cl2(g). Al calentar una mezcla de estos gases a 180 y a una presión de 1,50 atmósferas se alcanza el equilibrio, encontrándose el SbCl5 disociado en un 24 %. Calcule: a) las constantes Kp y Kc a esa temperatura; b) la presión a la cual se disociaría en un 40 % a la misma temperatura El pentacloruro de fósforo se descompone con la temperatura dando tricloruro de fósforo y cloro. Se introducen 20,85 g de pentacloruro de fósforo en un recipiente cerrado de 1,00 L y se calientan a 250 hasta alcanzar el equilibrio. A esa temperatura todas las especies están en estado gaseoso y la constante de equilibrio Kc vale 0,044. a) Formule y ajuste la reacción química que tiene lugar. b) Obtenga la concentración en mol L 1 de cada una de las especies de la mezcla gaseosa a esa temperatura. c) Cuál será la presión en el interior del recipiente? d) Obtenga la presión parcial de Cl2. ; Masas atómicas: P = 31,0 ; Cl = 35, El pentacloruro de fósforo se disocia según el equilibrio homogéneo en fase gas siguiente: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). A una temperatura determinada, se introducen en un matraz de medio litro de capacidad un mol de pentacloruro de fósforo y se alcanza el equilibrio cuando se disocia el 35 % de pentacloruro inicial. Si la presión final del sistema una vez alcanzado el equilibrio resulta ser de 1,5 atmósferas, calcule: a) el valor de la constante de equilibrio en función de las concentraciones molares, Kc; b) las presiones parciales de cada uno de los gases en equilibrio. c) En el matraz se introducen, manteniendo la temperatura constante, dos moles de argón, Ar. Razone si el valor de la Kc se ve alterada y si se producen desplazamientos en el equilibrio El pentacloruro de fósforo se disocia según: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) siendo Kc = 7, a 200. Calcule: a) el grado de disociación a dicha temperatura si en un matraz de un litro se introducen 3,125 g de PCl5; b) el grado de disociación si al introducir los 3,125 g de PCl5 el matraz estaba previamente lleno de cloro en condiciones normales. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(P) = 31,0 ; Mat(Cl) = 35, El proceso Deacon suele utilizarse cuando se dispone de HCl como subproducto de otros procesos químicos. Dicho proceso permite obtener gas cloro a partir de cloruro de hidrógeno de acuerdo con el siguiente equilibrio: 4 HCl(g) + O2(g) 2 Cl2(g) + 2 H2O(g) ; ΔH 0 = 114 kj. Se deja que una mezcla de HCl, O2, Cl2 y H2O alcance el equilibrio a cierta temperatura. Explique cuál es el efecto sobre la cantidad de cloro gas en el equilibrio, si se introducen los siguientes cambios: a) Se adiciona a la mezcla más O2(g). b) Se extrae HCl(g) de la mezcla. c) Se aumenta el volumen al doble manteniendo constante la temperatura. d) Se adiciona un catalizador a la mezcla de reacción. e) Se eleva la temperatura de la mezcla El proceso Deacon tiene lugar según: 4 HCl(g) + O2(g) 2 Cl2(g) + 2 H2O(g). A 390 se mezclan 0,080 moles de HCl y 0,100 moles de O2 y, cuando se establece el equilibrio, hay 0,034 moles de Cl2 y la presión total es 1,0 atm. Calcule: a) la constante Kp a esa temperatura; b) el volumen del recipiente que contiene la mezcla.

28 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El producto de solubilidad (a 298 K) del fluoruro de magnesio es 6, Calcule su solubilidad en mol L 1 y en g L 1. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(F) = 19,00 ; Mat(Mg) = 24, El producto de solubilidad del AgCl es 1, a) Calcule los gramos de cloruro de plata que como mínimo es necesario adicionar a 100 ml de agua para obtener una disolución saturada de dicha sal. b) Razone si la adición de una sal soluble de plata a la disolución saturada anterior variará la solubilidad de AgCl. Datos: Masa molecular del cloruro de plata, Mm(AgCl) = 143,3 g mol El producto de solubilidad del AgCl vale 1, a 25. a) Determine la solubilidad del AgCl en agua a 25, en g ml 1. b) Indique razonadamente si precipitará AgCl cuando se mezclen 10 ml de AgNO3 0,010 M con 10 ml de AlCl3 0,010 M El producto de solubilidad del carbonato de calcio, CaCO3, a 25, es 4, Calcule: a) la solubilidad molar de la sal a 25 ; b) la masa de carbonato de calcio necesaria para preparar 250 ml de una disolución saturada de dicha sal. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(C) = 12,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Ca) = 40, El producto de solubilidad del cloruro de plata vale 1, a 25. Calcule: a) la solubilidad del cloruro de plata; b) si se formará precipitado cuando se añaden 100 ml de una disolución 1,00 M de NaCl a 1,0 L de una disolución 0,010 M de AgNO El producto de solubilidad del cloruro de plata, AgCl, es 2, a) Calcule la solubilidad de esta sal en agua expresada en gramos por litro. b) Razone cómo variará la solubilidad de esta sal en una disolución de ácido clorhídrico, HCl, 0,10 M. Datos: Masa molecular del cloruro de plata, Mm(AgCl) = 143,5 g mol El producto de solubilidad del hidróxido de cromo(iii) a 25 es 1, Determine: a) su solubilidad en mol L 1 ; b) cuántos gramos de hidróxido de cromo hay en 500 L de disolución saturada. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(H) = 1,0 ; Mat(O) = 16,0 ; Mat(Cr) = 52, El producto de solubilidad del ioduro de plata es 8, Calcule: a) la solubilidad del ioduro de plata expresada en g L 1 ; b) la masa de ioduro de sodio que se debe añadir a 100 ml de disolución de 0,005 0 M de nitrato de plata para iniciar la precipitación del ioduro de plata. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): Na = 23,0 ; Ag = 107,9 ; I = 126, El producto de solubilidad del Pb(IO3)2 es de 2, Cuál es la solubilidad del Pb(IO3)2 expresada en: a) moles por litro?; b) gramos por litro? Datos: Mat (g mol 1 ): O = 16 ; I = 127 ; Pb = El producto de solubilidad del PbBr2 es 8, Determine la solubilidad molar: a) en agua pura; b) en una disolución de Pb(NO3)2 0,20 M considerando que esta sal está totalmente disociada El producto de solubilidad, a 25, del MgF2 vale 8, a) Cuántos gramos de MgF2 se pueden disolver en 250 ml de agua? b) Cuántos gramos de MgF2 se disolverán en 250 ml de una disolución 0,10 M de una sal totalmente disociada como el Mg(NO3)2?

29 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El producto de solubilidad, Kps, del hidróxido de calcio, Ca(OH)2, en agua a 25 es 6, a) Escriba el equilibrio de solubilidad del hidróxido de calcio en agua. b) Calcule su solubilidad molar. c) Indique la verdad o falsedad de la siguiente afirmación: El desplazamiento de un equilibrio de solubilidad de un compuesto insoluble hacia la solubilización del precipitado puede hacerse retirando uno de los iones que forman la sal insoluble El SbCl5 se descompone según la reacción siguiente: SbCl5(g) SbCl3(g) + Cl2(g), H > 0. En un recipiente cerrado y vacío de 3,0 L se introducen 29,9 g de SbCl5 a 455 K. Una vez el sistema ha alcanzado el equilibrio químico a 455 K, se comprueba que la presión total es 1,54 atm. a) Determine el grado de disociación del SbCl5. b) Calcule el valor de Kc a 455 K. c) Cómo afectaría al equilibrio químico un aumento de la temperatura? Y la adición de un catalizador? Razone la respuesta El siguiente equilibrio es la etapa clave para la obtención de ácido sulfúrico: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g), ΔH = 198 kj. Discuta razonadamente cómo influiría sobre el porcentaje de conversión de dióxido de azufre en trióxido de azufre: a) aumentar la temperatura de reacción sin modificar el volumen; b) duplicar el volumen del reactor sin modificar la temperatura; c) retirar el trióxido de azufre del medio de reacción a medida que se forma El sistema: A(g) + 2 B(g) C(g) se crea a partir de 2,0 moles de A y 4,0 moles de B en un recipiente cerrado de 10,0 L a 400. Si la concentración de A en el equilibrio es 0,16 mol L 1, a) calcule las concentraciones de B y C en el equilibrio; b) calcule los valores de las constantes Kc y Kp. c) Si se aumenta la presión, cómo variará el número de moles de C en el equilibrio? 192. El sulfato de estroncio es una sal muy poco soluble en agua. La cantidad máxima de esta sal que se puede disolver en 250 ml de agua, a 25 C, es de 26,0 mg. a) Calcule el valor de la constante del producto de solubilidad de la sal a 25 C. b) Indique si se formará un precipitado de sulfato de estroncio al mezclar volúmenes iguales de disoluciones de Na2SO4 0,020 M y de SrCl2 0,010 M, considerando que ambas sales están totalmente disociadas. Suponga los volúmenes aditivos El tetraóxido de dinitrógeno es un componente importante de los combustibles de cohetes. A 25 es un gas incoloro, que se disocia parcialmente en NO2, un gas marrón rojizo. La constante Kc del equilibrio: N2O4(g) 2 NO2(g), a 25, vale 4, Una muestra de 2,3 g de N2O4(g) se deja que alcance el equilibrio con NO2(g) en un matraz de 0,50 litros a 25. Calcule los gramos de los dos gases que habrá en el equilibrio. Datos: Masas atómicas, (g mol 1 ): Mat(N) = 14,0 ; Mat(O) = 16, El tetraóxido de dinitrógeno se disocia a 27 según la reacción: N2O4(g) 2 NO2(g). En un recipiente de un litro de capacidad se introducen 15 g de N2O4, y una vez alcanzado el equilibrio la presión total es 4,46 atm. Calcule: a) el grado de disociación y Kp; b) la presión parcial del N2O4 y NO2 así como Kc. Datos: R = 0,082 atm L K 1 mol 1 ; Masas atómicas: N = 14 ; O = 16

30 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El valor de la constante de equilibrio a 700 K para la reacción: 2 HI(g) H2(g) + I2(g) es 0, Si se introducen 3,0 moles de HI en un recipiente de 5,0 L que estaba vacío y se deja alcanzar el equilibrio, a) cuántos moles de I2 se forman?; b) cuál es la presión total?; c) cuál será la concentración de HI en el equilibrio si a la misma temperatura se aumenta el volumen al doble? 196. El valor de la constante de equilibrio Kc para la reacción: H2(g) + F2(g) 2 HF(g), es 6, a 25. Si en un recipiente de 10,0 L se introduce 1,00 mol de H2 y 1,00 mol de F2, y se mantiene a 25 hasta alcanzar el equilibrio, calcule: a) los moles de H2 que quedan sin reaccionar una vez que se ha alcanzado el equilibrio; b) la presión parcial de cada uno de los compuestos en el equilibrio; c) el valor de Kp a El valor de la constante del producto de solubilidad, Kps, de las siguientes sales a 25, es: carbonato de plata: 6, ; fosfato de plata: 1, y bromuro de plata: 7, De acuerdo con estos datos, justifique si el valor de la [Ag + ], calculado a continuación, en disoluciones saturadas de cada una de ellas, es correcto: a) Ag + 3 = 6, b) Ag + 3 = 3 1, c) Ag + = 2 7, El valor de la constante Kp para la disociación del PCl5(g) en PCl3(g) y Cl2(g) a 527 K es 1,92. Si la presión total del equilibrio es de 50 atm, calcule el grado de disociación del PCl5(g) si se parte de 0,50 moles de esta sustancia El yodo, I2(s), es poco soluble en agua. Sin embargo, en presencia de ion yoduro, I (ac), aumenta su solubilidad debido a la formación de ion triyoduro, I3 (ac), de acuerdo con el siguiente equilibrio: I2(ac) + I (ac) I3 (ac); Kc = 720. Si a 50 ml de una disolución 0,025 0 M en yoduro, I (ac), se le añaden 0,158 6 g de yodo, I2(s), a) calcule la concentración de cada una de las especies presentes en la disolución una vez se alcance el equilibrio. b) Si una vez alcanzado el equilibrio del apartado anterior se añaden 0,063 5 g de yodo sólido a los 50 ml de la mezcla anterior, cuál será la concentración de yodo cuando se alcance el nuevo equilibrio? Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): I = 126,9 ; Nota: Suponga que la adición de sólido no modifica el volumen de la disolución 200. El yoduro de bismuto(iii) es una sal muy poco soluble en agua. a) Escriba el equilibrio de solubilidad del yoduro de bismuto sólido en agua. b) Escriba la expresión para la solubilidad del compuesto BiI3 en función de su producto de solubilidad. c) Sabiendo que la sal presenta una solubilidad de 0,776 1 mg en 100 ml de agua a 20, calcule la constante del producto de solubilidad a esa temperatura. Datos: Masas atómicas: Mat (g mol 1 ): I = 126,9 ; Bi = 209,0

31 Problemas de Química 2º Bachillerato (PAU y EvAU) Equilibrio químico 02/02/2018 Pág El yoduro de hidrógeno gaseoso es un compuesto muy utilizado en química porque es una de las principales fuentes de yodo. En una industria química se han introducido 7,78 moles de H2(g) y 5,40 moles de I2(g) en un reactor de 10,0 L, y se calienta a 445 ; cuando la mezcla alcanza el equilibrio se comprueba que se han obtenido 9,34 moles de yoduro de hidrógeno gaseoso. a) Escriba la reacción de síntesis del yoduro de hidrógeno a partir de hidrógeno y yodo. Calcule la constante de equilibrio en concentraciones, Kc, de esta reacción a 445. b) Qué efecto tendrá la adición de más yodo o de un catalizador en la constante de equilibrio en concentraciones, Kc? Qué efecto tendrá la adición de más yodo o de un catalizador en el rendimiento de la reacción? Argumente las respuestas, suponiendo que siempre se mantiene la temperatura a El yoduro de hidrógeno se descompone a 400 de acuerdo con la ecuación: 2 HI(g) H2(g) + I2(g), siendo el valor de Kc = 0, Una muestra de 0,60 moles de HI se introduce en un matraz de 1,0 L y parte del HI se descompone hasta que el sistema alcanza el equilibrio. a) Cuál es la concentración de cada especie en el equilibrio? b) Calcule Kp. c) Calcule la presión total en el equilibrio. d) Razone cómo afectaría al equilibrio un incremento de la presión En ciertas condiciones 50 g de etanol reaccionan con 100 g de ácido etanoico con lo que se forman 52,8 g de acetato de etilo y agua, todos ellos líquidos, mediante una reacción ligeramente endotérmica. Se pide que, razonadamente: a) calcule la constante del equilibrio de esterificación citado; b) indique si la reacción de obtención del éster se beneficiaría a alta o baja presión y temperatura. Datos: Mat (g mol 1 ): H = 1 ; C = 12 ; O = En el análisis químico, las soluciones acuosas de nitrato de plata, AgNO3, se suelen utilizar para detectar la presencia de iones cloruro en soluciones problema, a causa de la precipitación del cloruro de plata de color blanco. a) Tenemos una solución problema de iones cloruro muy diluida (3, M). Si utilizáramos 20 ml de esta solución y les añadiéramos 10 ml de una solución 9, M de nitrato de plata, detectaríamos la presencia de cloruro? b) En los frascos de nitrato de plata podemos encontrar estos pictogramas de seguridad: qué significan estos pictogramas? Qué precauciones se deberían tomar en la manipulación de las soluciones de nitrato de plata? Datos: Producto de solubilidad Kps(cloruro de plata a 298 K) = 2, ; Considere aditivos los volúmenes de soluciones líquidas 205. En el equilibrio: C(s) + 2 H2(g) CH4(g) ΔHº = 75 kj, prediga, razonadamente, cómo se modificará el equilibrio cuando se realicen los siguientes cambios: a) Una disminución de la temperatura. b) La adición de C(s). c) Una disminución de la presión de H2, manteniendo la temperatura constante En el equilibrio: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g), H 0 = 92,5 kj mol 1 prediga razonadamente el cambio que se producirá cuando a) se eleve la temperatura; b) se añada más gas cloro a la mezcla de reacción; c) se extraiga PCl3 de la mezcla de reacción; d) se incremente la presión total del sistema.