3. Formula los siguientes compuestos: a) hexafluoruro de azufre b) sulfito de litio. c) cloruro de plomo (IV) d) seleniato de francio

Transcripción

1 1 er examen de la 2ª evaluación de Química de 2º de Bachillerato Nombre: Fecha: 1. Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 3,5 moles de hidrógeno y 2,5 moles de yodo se calienta a 400 ºC con lo que al alcanzar el equilibrio se obtienen 4,5 moles de yoduro de hidrógeno, siendo el volumen del recipiente de reacción de 10 litros. Calcula: a) Las constantes de equilibrio K c y K p para la reacción H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) a la temperatura de 400 ºC. (1 punto) b) La constante de equilibrio K c para la reacción 2HI (g) H 2 (g) + I 2 (g). (0,5 puntos) c) Una vez alcanzado el equilibrio se añaden 2 moles de yoduro de hidrógeno. Halla las nuevas concentraciones en el equilibro, si se mantiene la temperatura constante en 400 ºC. (1 punto) 2. Considerando la reacción: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g). Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Un aumento de la presión conduce a una mayor formación de SO 3. (0,5 puntos) b) Una vez alcanzado el equilibrio dejan de reaccionar las moléculas de SO 2 y O 2 entre sí. (0,5 puntos) c) El valor de K p es superior al de K c a temperatura ambiente. (0,5 puntos) d) La expresión de la constante de equilibrio en función de las presiones parciales es:. (0,5 puntos) e) La adición de oxígeno hace aumentar el valor de K c, lo que desplaza el equilibrio a la derecha. (0,5 puntos) 3. Formula los siguientes compuestos: a) hexafluoruro de azufre b) sulfito de litio c) cloruro de plomo (IV) d) seleniato de francio e) dicromato de magnesio f) telururo de cinc g) óxido de estaño (IV) h) ácido yodoso i) hidruro de níquel (III) j) hidróxido de plata (1 punto)

2 4. Teniendo en cuenta la gráfica adjunta: a) Represente el valor de H y de E a en el diagrama. (0,5 puntos) b) Justifique si la reacción (en el sentido directo) es endotérmica o exotérmica. (0,5 puntos) c) Represente la curva de reacción al añadir un catalizador positivo y explique qué efecto tiene éste en la energía de activación y en la velocidad de reacción. (0,5 puntos) d) Justifique, para esta reacción química, qué ocurre con la velocidad si aumentamos la temperatura. (0,5 puntos) 5. Dada la reacción elemental: O 3 (g) + O (g) 2 O 2 (g), conteste a las siguientes preguntas: a) Cuáles son los órdenes de reacción respecto a cada uno de los reactivos, y el orden total de la reacción? Cuál es la expresión de la ecuación de velocidad? (0,5 puntos) b) Si las unidades de la concentración se expresan en mol L -1 y las del tiempo en segundos, cuáles son las unidades de la constante de velocidad? (0,5 puntos) c) Qué relación existe entre la velocidad de formación de O 2 y la de desaparición de O 3? (0,5 puntos) d) Si el volumen del recipiente en el que se desarrolla la reacción se disminuye una cuarta parte, cómo varía la velocidad? (0,5 puntos)

3 1 er examen de la 2ª evaluación de Química de 2º de Bachillerato (solución) Nombre: Fecha: 1. Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 3,5 moles de hidrógeno y 2,5 moles de yodo se calienta a 400 ºC con lo que al alcanzar el equilibrio se obtienen 4,5 moles de yoduro de hidrógeno, siendo el volumen del recipiente de reacción de 10 litros. Calcula: a) Las constantes de equilibrio K c y K p para la reacción H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) a la temperatura de 400 ºC. (1 punto) b) La constante de equilibrio K c para la reacción 2HI (g) H 2 (g) + I 2 (g). (0,5 puntos) c) Una vez alcanzado el equilibrio se añaden 2 moles de yoduro de hidrógeno. Halla las nuevas concentraciones en el equilibro, si se mantiene la temperatura constante en 400 ºC. (1 punto) a) H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) [ ] 0 0,35 0,25 - [ ] eq 0,35-c 0,25-c 2c=0,45 2c=0,45 c=0,225 moles/l [H 2 ] eq =0,35-0,225=0,125 moles/l [I 2 ] eq =0,25-0,225=0,025 moles/l [HI] eq =0,45 moles/l b) c) Al añadir al sistema en equilibrio 2 moles de yoduro de hidrógeno (un producto), aumenta su concentración y el sistema reacciona oponiéndose a este cambio (principio de Le Chatelier); el sistema querrá bajar la concentración de yoduro de hidrógeno por lo que para ello el sistema se desplazará a la izquierda. Al añadir 2 moles en un volumen de 10 litros, la concentración de yoduro de hidrógeno aumenta en 0,2 moles/l.

4 H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) [ ] 0 0,125 0,025 0,65 [ ] eq 0,125+c 0,025+c 0,65-2c Operando Resolviendo 2. Considerando la reacción: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g). Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Un aumento de la presión conduce a una mayor formación de SO 3. (0,5 puntos) b) Una vez alcanzado el equilibrio dejan de reaccionar las moléculas de SO 2 y O 2 entre sí. (0,5 puntos) c) El valor de K p es superior al de K c a temperatura ambiente. (0,5 puntos) d) La expresión de la constante de equilibrio en función de las presiones parciales es:. (0,5 puntos) e) La adición de oxígeno hace aumentar el valor de K c, lo que desplaza el equilibrio a la derecha. (0,5 puntos) a) Si se aumenta la presión el sistema reacciona desplazando el equilibrio en el sentido en el que se baje la presión, ya que se va a oponer al cambio realizado (principio de Le Chatelier). Para bajar la presión el sistema se desplazará hacia donde haya menor número de moles de gases, en este caso hacia la derecha, con lo que se producirá más SO 3. La frase es verdadera. b) La frase es falsa. En el equilibrio las velocidades de la reacción directa y la reacción inversa se igualan, y por eso las concentraciones de reactivos y productos permanecen constantes, pero sigue habiendo reacción. c) K p =K c (RT) n =K c (RT) -1 =K c /(RT). A temperatura ambiente RT>1, por lo que la afirmación es falsa y K p es más pequeña que K c.

5 d) La afirmación es falsa. La K p dada es la de la reacción en sentido inverso. La K p de la reacción en sentido directo es: e) Falso. El valor de la constante de equilibrio (K c ) sólo varía con la temperatura. La adición de O 2 modifica el equilibrio porque se modifica el valor del cociente de reacción (Q) pero K c no varía. 3. Formula los siguientes compuestos: a) hexafluoruro de azufre b) sulfito de litio SF 6 Li 2 SO 3 c) cloruro de plomo (IV) d) seleniato de francio PbCl 4 Fr 2 SeO 4 e) dicromato de magnesio f) telururo de cinc MgCr 2 O 7 ZnTe g) óxido de estaño (IV) h) ácido yodoso SnO 2 HIO 2 i) hidruro de níquel (III) j) hidróxido de plata NiH 3 AgOH (1 punto)

6 4. Teniendo en cuenta la gráfica adjunta: a) Represente el valor de H y de E a en el diagrama. (0,5 puntos) b) Justifique si la reacción (en el sentido directo) es endotérmica o exotérmica. (0,5 puntos) c) Represente la curva de reacción al añadir un catalizador positivo y explique qué efecto tiene éste en la energía de activación y en la velocidad de reacción. (0,5 puntos) d) Justifique, para esta reacción química, qué ocurre con la velocidad si aumentamos la temperatura. (0,5 puntos) b) La reacción es exotérmica puesto que, al tener los productos menos energía que los reactivos, la diferencia de energía entre reactivos y productos se desprende al medio.

7 c) El catalizador disminuirá la energía de activación, tal y como se muestra en el dibujo, lo que hace aumentar la velocidad de reacción. Esto es debido a que la constante de velocidad tiene la siguiente fórmula: k=a e -Ea/RT Y de esta fórmula se deduce que si disminuye la energía de activación (Ea) aumentará la constante de velocidad y por tanto también aumentará la velocidad de reacción, ya que v es proporcional a k. d) La velocidad aumenta, ya que si nos fijamos en la expresión de la constante de velocidad, k=a e -Ea/RT, si aumenta la temperatura aumenta k, y por tanto también la velocidad de reacción, ya que es proporcional a k. Otra justificación de que la velocidad aumenta sería utilizando la teoría de las colisiones. Si aumenta la temperatura aumenta la energía cinética de los reactivos, y al tener más energía los reactivos es más probable que haya choques eficaces que den reacción, ya que para haber choques eficaces los reactivos tienen que chocar con una energía mínima (la Ea).

8 5. Dada la reacción elemental: O 3 (g) + O (g) 2 O 2 (g), conteste a las siguientes preguntas: a) Cuáles son los órdenes de reacción respecto a cada uno de los reactivos, y el orden total de la reacción? Cuál es la expresión de la ecuación de velocidad? (0,5 puntos) b) Si las unidades de la concentración se expresan en mol L -1 y las del tiempo en segundos, cuáles son las unidades de la constante de velocidad? (0,5 puntos) c) Qué relación existe entre la velocidad de formación de O 2 y la de desaparición de O 3? (0,5 puntos) d) Si el volumen del recipiente en el que se desarrolla la reacción se disminuye una cuarta parte, cómo varía la velocidad? (0,5 puntos) a) El orden parcial respecto al O 3 es 1 y el orden parcial respecto al O es 1, ya que al ser una reacción elemental los órdenes parciales coinciden con los coeficientes estequiométricos. El orden total es 1+1=2. La expresión de la ecuación de velocidad es v=[o 3 ] [O]. b) c) Por cada mol de O 3 que desaparece se forman dos moles de O 2, esto quiere decir que la velocidad de formación del O 2 es el doble que la velocidad de desaparición del O 3. d) La velocidad se hace 16 veces mayor.