PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA ALUMNOS DE BACHILLERATO LOE

Transcripción

1 A 1000 º C, K p = 1,65 atm para la reacción CO 2 (g) + C (s) 2 CO (g). Si en el equilibrio la presión total es de 5 atm, calcula el tanto por ciento de dióxido de carbono que ha reaccionado. J 01 A 800 º C la K c para la reacción 2 HI (g) H 2 (g) + I 2 (g) vale 0,016. Calcula, en el equilibrio: a) La concentración de HI, cuando las concentraciones de H 2 e I 2 son iguales y la presión del sistema de 1 atm. b) Las concentraciones de los componentes si se duplica la presión del sistema. DATOS: R = 0,081 atm L mol 1 K 1. S 01 En un recipiente con un volumen constante, se establece el equilibrio siguiente: 1 SO 2 (g) + O2 (g) SO 3 (g) H = 491 kj mol 1. 2 Explicar, razonadamente, tres formas de aumentar la cantidad de SO 3. En un matraz de 1 L de capacidad se colocan 6 g de PCl 5 sólido. Se hace el vacío, se cierra el matraz y se calienta a 250 º C. El PCl 5 pasa al estado vapor y se disocia en parte en PCl 3 y Cl 2. La presión de equilibrio es 2,078 atm. Calcula el grado de disociación del PCl 5 y la constante de equilibrio K p a dicha temperatura. DATOS: A r (Cl) = 35,5 u; A r (P) = 31 u; R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 02 El cianuro de amonio se descompone según el equilibrio: NH 4 CN (s) NH 3 (g) + HCN (g). Cuando se introduce una cantidad de cianuro de amonio en un recipiente cerrado de 2 L de capacidad, en el que se ha hecho el vacío, se descompone en parte; y cuando se alcanza el equilibrio a 11 º C, la presión en el recipiente es de 0,3 atm. a) Calcula K p y K c a 11 º C para este equilibrio. b) Calcula la cantidad máxima de cianuro de amonio que puede descomponerse a 11 º C en un recipiente de 2 L. S 02 Dada la reacción química: a A + b B c C + d D, presenta una expresión para su ecuación de velocidad y define los ordenes de reacción total y parcial. J 03 Dada la reacción química en equilibrio a A (g) + b B (g) c C (g) desarrolla una expresión que relacione la constante de equilibrio en función de las concentraciones, K c, con la constante de equilibrio en función de las presiones parciales, K p. Razona sobre la evolución del equilibrio al aumentar la presión si a, b y c valen, respectivamente, 1, 2 y 3. Y si aumenta la concentración de B? J 03 Dada la reacción en equilibrio M nn m (s) n M m+ (aq) + m N n (aq) expresa su constante de equilibrio en función de las concentraciones K c y de ahí deduce la constante del producto de solubilidad K ps. Desarrolla una expresión que relacione la solubilidad, S, del compuesto con K ps. S 03 En un recipiente de 5 L se introducen 1,84 moles de nitrógeno y 1,02 moles de oxígeno. Se calienta el recipiente hasta 2000 º C estableciéndose el equilibrio: N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO (g). En estas condiciones reacciona el 3 % del nitrógeno existente. Calcular: a) El valor de K c a dicha temperatura. b) La presión total en el recipiente una vez alcanzado el equilibrio. DATOS: R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 04 a) Qué diferencia existe entre la velocidad de reacción? b) Qué se entiende por reacción de primer orden? una reacción y la constante de velocidad de En la siguiente reacción: C2H 5 OH + CH 3 COOH CH 3 COOC 2 H 5 + H2 O, K c = 4,0. Si se hace reaccionar una mezcla de 46 g de C 2 H 5 OH, 60 g de CH 3 COOH, 176 g de CH 3 COOC 2 H 5 y 90 g de H 2 O. a) En qué sentido tendrá lugar el cambio neto? b) Cuántos gramos de cada sustancia hay en el equilibrio? DATOS: A r (C) = 12 u; A r (O) = 16 u; A r (H) = 1 u. S 04 J 02 S 04

2 a) Desarrolla la expresión que relaciona Kc con K p. b) Calcula el valor de K p a 900 K para la reacción 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) sabiendo que K c a esa temperatura vale 13 M 1. J 05 Para la reacción sin ajustar NH 3 (g) + O 2 (g) N 2 O 4 (g) + H 2 O (g) calcula la concentración de NH 3 en el equilibrio sabiendo que al inicio de la reacción [N 2 O 4 ] = [H 2 O] y que en el equilibrio la [H 2 O] = 0,6 M. S 05 A una determinada temperatura, en estado gaseoso, el cloro reacciona con tricloruro de fósforo para formar pentacloruro de fósforo: Cl 2 (g) + PCl 3 (g) PCl 5 (g). En un recipiente de 2 L, una mezcla de las tres especies en equilibrio contiene 132 g de PCl 3, 56,8 g de Cl 2 y 10,4 g de PCl 5. a) Calcula la constante de equilibrio K c a esta temperatura. b) Explica si con estos datos se puede calcular la K p de este equilibrio. c) Calcula la nueva composición en el equilibrio si el volumen se reduce a la mitad. DATOS: A r (CL) = 35,5 u; A r (p) = 31 u. J 06 Suponiendo que se ha alcanzado el equilibrio para el proceso: N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) H < 0 razona si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas: a) Al aumentar la presión total disminuye la concentración de amoniaco. b) Al aumentar la temperatura aumenta la presión parcial de N 2. c) En presencia de un catalizador aumenta la concentración de NH 3. S 06 La reacción de descomposición de 25 g de hidrog enocarbonato sódico se lleva a cabo a 100 º C en un recipiente de 2 L. Sabiendo que la constante de equilibrio, K p, a esa temperatura vale 0,231. Calcula: a) Las presiones parciales y la presión total en equilibrio de los gases formados. b) La cantidad de hidrogenocarbonato que queda sin descomponer. 2 NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (g). DATOS: A r (C) = 12 u; A r (O) = 16 u; A r (Na) = 23 u; A r (H) = 1 u; R = 0,082 atm L mol 1 K 1. S 06 Para la reacción química en fase gaseosa 2 N 2O 5 4 NO 2 + O 2 se ha encontrado que la velocidad de reacción viene dada por la expresión v = k [N 2 O 5 ]. a) Indica cuál es el significado del símbolo k. b) Indica razonadamente cuál sería el orden de reacción. c) Explica cómo influirá la temperatura sobre la velocidad de reacción. J 07 Una muestra de 6,53 g de NH4HS se introduce en un recipiente de 4 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, y se descompone a 27 º C según la reacción: NH 4 HS (s) NH 3 (g) + H 2 S (g). Una vez establecido el equilibrio la presión total en el interior del recipiente es de 0,75 atm. Calcula: a) Las constantes de equilibrio K c y K p. b) El porcentaje de hidrogenosulfuro de amonio que se ha descompuesto. DATOS: A r (N) = 14 u; A r (S) = 32 u; A r (H) = 1 u; R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 07 Razonar si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Si una reacción posee una energía de activación más pequeña que otra, ésta última será siempre más lenta que la primera. b) Cuando se añade un catalizador a una reacción la energía de activación disminuye, por lo tanto, aumenta la velocidad de la misma. c) Un aumento de la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones endotérmicas pero disminuye la velocidad de las reacciones exotérmicas. S 07 En un recipiente metálico de 5 L y a una temper atura de 250 º C hay inicialmente 30 g de PCl 5. A esta temperatura el PCl 5 se disocia parcialmente según: PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g). Cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 2,08 atm. Calcula: a) El grado de disociación del PCl 5 en estas condiciones. b) Las presiones parciales de cada componente. c) La constante de equilibrio K p. d) El valor de G o. E.S. "Los Albares" DATOS: R = 0,082 atm L mol 1 K 1 ; R = 8,31 J mol 1 K 1 ; A r (P) = 31 u; A r (Cl) = 35,5 u. S 07

3 Para la reacción entre el NO y el H 2 : 2 NO (g) + 2 H2 (g) N 2 (g) + 2 H 2 O (l), se ha observado que su ecuación de velocidad es v = k [NO] 2 [H 2 ], y el mecanismo propuesto es: 2 NO + H 2 N 2 + H 2 O 2 (lenta) y H 2 O 2 + H 2 2 H 2 O (rápida). a) Justifica si el mecanismo propuesto es coherente con la ecuación de la velocidad. b) Indica la molecularidad de la etapa determinante de la velocidad. c) Indica el orden de reacción de la reacción global. J 08 Se introducen 0,2 moles de Br2 en un recipiente de 0,5 L de capacidad a 600 ºC. Una vez establecido el equilibrio Br 2 (g) 2 Br (g) en estas condiciones, el grado de disociación es 0,8. a) Calcula K c y K p. b) Determina las presiones parciales ejercidas por cada componente de la mezcla en el equilibrio. c) Si al aumentar la temperatura aumenta la cantidad de Br (g) indica razonadamente si la reacción es endotérmica o exotérmica. Así mismo, discute el efecto que tendría sobre el equilibrio anterior la introducción de gas argón en el reactor si el volumen se mantiene constante. DATOS: R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 08 Considera el siguiente equilibrio: CaCO3 (s) + Q CaO (s) + CO 2 (g). a) Cómo le afecta la temperatura? b) Si se adiciona CaCO 3 (s) al sistema se modifica el equilibrio? c) Y si se aumenta la presión parcial de CO 2 (g)? d) Qué ocurrirá si la descomposición del carbonato cálcico se realiza en un recipiente abierto? Razona las respuestas. S 08 En un depósito de 10 L se introducen 0,61 moles de CO 2 y 0,39 moles de H 2 a 1250 ºC. Una vez alcanzado el equilibrio CO 2 (g) + H 2 (g) CO (g) + H 2 O (g) hay 0,35 moles de CO 2. Calcula: a) El valor de K p y K c. b) Las presiones parciales ejercidas por cada componente de la mezcla en el equilibrio. DATO: R = 0,082 atm L mol 1 K 1. S 08 Para el equilibrio: COCl 2 (g) CO (g) + Cl 2 (g) a 250 ºC el valor de K c es 1,37. En un recipiente de 5 L se introducen 247,5 g de COCl 2, 70 g de CO y 227,2 g de Cl 2 a dicha temperatura. a) Demuestra que esta mezcla no se encuentra en equilibrio e indica el sentido en el que se producirá la reacción. b) Determina la composición de la mezcla una vez alcanzado el equilibrio. c) Explica tres formas de disminuir la descomposición del COCl 2. DATOS: A r (C) = 12 u; A r (O) = 16 u; A r (Cl) = 35,5 u. J 09 Dadas las siguientes reacciones: 1.- C (s) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (g) H o = 131,3 kj mol 1 ; 2.- Ca(OH) 2 (s) + CO 2 (g) CaCO 3 (s) + H 2 O (g) H o = 153,7 kj mol 1. Razona el efecto que tiene sobre la situación de equilibrio de cada una las siguientes modificaciones: a) Una disminución del volumen en la reacción 1. b) Un aumento de la presión en la en la reacción 2 c) Un aumento de la temperatura en la reacción 2. S 09 El pentacloruro de fósforo se disocia según: PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g), siendo el valor de K c 7, a 200 ºC. Calcula: a) El grado de disociación a dicha temperatura si en un matraz de un litro se introducen 3,125 g de PCl 5. b) El grado de disociación si al introducir los 3,125 g de PCl 5 el matraz estaba previamente lleno de cloro en condiciones normales. DATOS: A r (P) = 31 u. S 09 Una disolución saturada de cloruro de plomo (II) contiene, a 25 ºC, una concentración de Pb 2+ de 1,6 10 moles L 1. PbCl 2 (s) Pb 2+ (ac) + 2 Cl (ac). a) Calcula la concentración de Cl de esta disolución. b) Calcula K ps a dicha temperatura. c) Razona el aumento o disminución de la solubilidad del PbCl 2 con la adición de NaCl. J 10

4 El N 2O 4 se descompone a 45 ºC según el equilibrio N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g). En un recipiente de 1 L de capacidad se introducen 0,1 moles a dicha temperatura. Al alcanzarse el equilibrio la presión total es 3,18 atmósferas. Calcular: a) El grado de disociación. b) El valor de K c. c) La presión parcial ejercida por cada componente. d) La presión total si junto con los 0,1 moles de N 2 O 4 se introducen 0,01 moles de NO 2. DATOS: R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 10 En un recipiente de 1 L de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introduce 1 g de NH4CH. Se cierra el recipiente y se calienta a 11 ºC produciéndose el equilibrio: NH 4 CH (s) NH 3 (g) + HCN (g). Si en estas condiciones la presión total es de 0,3 atm, calcular: a) La constante de equilibrio K p y la concentración de todas las especies en el equilibrio. b) La constante K c y el porcentaje de NH 4 CH que queda sin disociar. c) La composición del equilibrio si en el recipiente se introduce NH 4 CH en exceso y 0,01 moles de NH 3. (Se considera despreciable el volumen ocupado por el sólido). DATOS: A r (N) = 14 u; A r (C) = 12 u; A r (H) = 1 u; R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 10 El CO 2 reacciona a 337 ºC con H 2 S según: CO 2 (g) + H 2 S COS (g) + H 2 O (g) en la que H o r = 12,2 kj mol 1. En un reactor de 2,5 L se introducen 4,4 g de CO 2 y suficiente cantidad de H 2 S para que una vez alcanzado el equilibrio la presión total sea 10 atmósferas y los moles de agua 0,01. a) Calcula la composición de la mezcla en el equilibrio. b) El valor de las constantes K c y K p. c) Como afectaría a: K c, un aumento de la temperatura, suponiendo H f es independiente de la temperatura. La cantidad de agua, la adición de CO 2. La cantidad de COS, un aumento de la presión. DATOS: A (C) = 12 u; A (O) = 16 u. S 10 En un recipiente de 5 L se introduce 1 mol de SO2, 1 mol de O 2 y se calienta a 727 ºC, con lo que se alcanza el equilibrio: 2 SO2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g). En estas condiciones, los moles de SO 2 son 0,150. Calcular: a) La constante K c para este equilibrio. b) La presión parcial y las fracciones molares de cada componente en el equilibrio. c) Justifica como conseguir aumentar el rendimiento de SO 3 modificando dos magnitudes distintas. S 10 a) Dados los siguientes valores de K ps razonar cuál de las siguientes sales es más soluble en agua. AgCl o AgBr? Kps (AgCl) = 1, ; K ps (AgBr) = 5, b) La adición de AgNO 3, provocará una disminución de la concentración de ión haluro en cualquiera de las disoluciones anteriores? Razona la respuesta utilizando los equilibrios químicos necesarios. J 11 Para la reacción H 2S (g) + I 2 (s) 2HI (g) + S (s) que se encuentra en equilibrio a 60º C las presiones parciales de HI y H2S son 3,65 atm y 9,96 atm, respectivamente. a) Determine los valores de Kp y Kc a 60ºC. b) Calcule la presión total si a 60ºC en un matraz de 1 L en el que previamente se realizó el vació, se introduce H 2 S a 746 mm de Hg y 10 g de I 2 y se deja que se establezca el equilibro. DATOS: A r (I) = 126,9 u; R = 0,082 atm L mol 1 K 1. J 11 En un recipiente de 5 L, se introducen 3,5 moles de PCl 5. Se cierra el recipiente y se calienta hasta una temperatura de 525 K. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio PCl5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) la concentración de cloro es 0,2 M. Calcula: a) El grado de disociación de PCl5 y el valor de Kc en estas condiciones. b) La composición de la mezcla y la presión total si en las condiciones anteriores añadimos 0,1 moles de PCl 5 y dejamos que se restablezca el equilibrio. S 11.E.S. "Los Albares"

5 Los productos de solubilidad del AgCl y Ag 2 CrO 4 son 1, y 1, , respectivamente. Cuál de los dos es más soluble? J 12 La constante del producto de solubilidad del hidróxido de magnesio es Calcule: a. La solubilidad de dicha sustancia. b. El ph de la disolución. En un recipiente de 250 ml se introducen 0,45 g de N 2 O 4 (g) y se calienta hasta 40 º C, disociándose en un 42 %. Calcule: a. La constante K c del equilibrio: N 2O 4 (g) NO 2(g) b. La composición de la mezcla si se reduce el volumen del recipiente a la mitad sin variar la temperatura. Masas atómicas: N=14; O=16; K=39; Mn=55. J 12 Se introduce una mezcla de 0,5 moles de H 2 y 0,5 moles de I2 en un recipiente de 1 L y se calienta a la temperatura de 430 C. Calcule: a) Las [I 2 ] y [H 2 ] en equilibrio si Kc para H 2(g) I 2(g) 2 HI (g) es 54,3 b) El valor de la Kp a esa temperatura S 12 Cuando en un recipiente cerrado se calienta a 500 ºC una mezcla gaseosa formada por 9 moles de H2 y 6 moles de l2 se forman en equilibrio 10 moles de Hl de acuerdo con el proceso l 2 (g) + H 2 (g) 2HI(g) H > 0 a) Calcule la composicion en equilibrio si a la misma temperatura se mezclan 5 moles de l 2 y 5 moles de H 2. b) Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: - Cuando el volumen del recipiente se duplica, la cantidad de reactivos se reduce. - Cuando aumenta la temperatura disminuye la presion parcial de Hl. - El valor de K p es independiente de la temperatura. J 13 Un recipiente cerrado de 1 L de capacidad, en el que previamente se ha realizado el vacío, de iodo sólido. Se calienta hasta 1200 ºC, temperatura a la que el iodo se vez establecido el equilibrio I 2 (g) 2I(g) la presión total es de 1,33 atm. a) Calcule el grado de disociación del iodo molecular. b) Determine las constantes Kc y Kp. contiene 1,998 g encuentra en estado gaseoso y una c) Justifique si el grado de disociación es dependiente o independiente de la concentración. S 13 En un reactor de 2,5 L de volumen se introducen 0,6 moles de CS 2 y 0,8 moles de H2, estableciéndose el equilibrio: CS2(g) CH 4 (g) + 2 H 2 S(g). Sabiendo que la concentración de CH 4 en el equilibrio a 300 ºC es 0,045 mol/l, calcule: a) Kc y Kp a 300 ºC para dicho equilibrio. b) El grado de disociación del CS2. c) Indique cómo afectaría al equilibrio un aumento de la presión en el reactor. J 14 Justifique si se producirá precipitado al mezclar 160 ml de una disolución 0,01 M de Na 2 SO 4 con 240 ml de otra disolución de Ba(NO 3 ) 2 0,015 M. Kps (BaSO 4 )= 1, J 14 Se tiene una disolución acuosa conteniendo K 2 CrO 4 y KCl en concentraciones 0,2 M y 0,08 M, respectivamente. Se adiciona sobre ella una disolución de AgNO3. Suponiendo que el volumen no varía con la adición de AgNO 3 determine cuál de las dos sales de plata precipitará en primer lugar. Datos: K ps (Ag 2 CrO 4, 25 ºC)=2, ; K ps (AgCl, 25 ºC)=1, S 14 En un recipiente cerrado y vacío de 10 L se introducen 2,24 g de CO y 8,52 g de Cl 2. Al calentar hasta 465 ºC y alcanzarse el equilibrio CO(g) + Cl 2(g) COCl 2 (g), la presión total es de 780 mm de Hg. Calcule: a. Las constantes K c y Kp a 465 ºC para dicho equilibrio. b. La composición, en moles, de la mezcla si en las condiciones anteriores añadimos 0,01 mol de Cl 2 y dejamos que se restablezca el equilibrio. S 14 J 12