PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2003 QUÍMICA TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO

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1 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 003 QUÍMICA TEMA 5: EQUILIBRIO QUÍMICO Junio, Ejercicio 6, Oción A Reserva 1, Ejercicio 3, Oción A Reserva 1, Ejercicio 5, Oción B Reserva, Ejercicio 6, Oción A Reserva 3, Ejercicio 6, Oción B Reserva 4, Ejercicio 3, Oción A Reserva 4, Ejercicio 5, Oción B Setiembre, Ejercicio 3, Oción A Setiembre, Ejercicio 6, Oción B htt://emestrada.wordress.com

2 Para la reacción en equilibrio: SOCl (g) SO (g) + Cl (g) la constante = '4, a 375º. A esta temeratura, se introducen moles de SOCl en un reciiente cerrado de 1 litro de caacidad. En el equilibrio, calcule: a) Las resiones arciales de cada uno de los gases resentes. b) El grado de disociación del SOCl a esa temeratura. 1 1 Dato: R = 0 08 atm L mol. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO 6. OPCIÓN A SO Cl SO + Cl inicial n 0 0 equilibrio n(1 α) nα nα El nº total de moles será: n T = n(1 α ) + nα+ nα= n(1 +α ) n 1 c (RT) Δ = = '4 (0'08 375) = 0'078 nα nα SO Cl 1 1 0'05 α 0'078 = = = α= 0'693 SO n(1 ) 1 Cl α α 1 PT VT = n T R T PT 1 = 0'05(1 +α) 0' PT = 1'5375 (1 + 0'693) = '60 nα 0'693 '60 PSO = P Cl = P T = = 1'06 n(1 +α) 1'693 n(1 α) 0'307 '60 PSO Cl = P T = = 0'47 n(1 +α) 1'693

3 a) Describa el efecto de un catalizador sobre el equilibrio químico. b) Defina cociente de reacción c Q. c) Diferencie entre equilibrio homogéneo y heterogéneo. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO 3. OPCIÓN A a) La resencia de un catalizador en un equilibrio no modifica el estado del mismo ni el valor de la constante de equilibrio or lo que equilibrio no se deslazará en ningún sentido. Sólo aumenta la velocidad de reacción, haciendo que la misma alcance antes el equilibrio. b) El cociente de reacción resonde a la misma exresión de la constante de equilibrio ero en él, las concentraciones no corresonden a las de equilibrio, sino a las de un instante cualquiera en el transcurso de la reacción. c) Un equilibrio es homogéneo cuando todas las sustancias que intervienen en la reacción (reactivos y roductos) se encuentran en la misma fase y heterogéneo cuando hay distintas fases entre ellas.

4 Para la reacción en equilibrio: SnO (s) + H (g) Sn(s) + HO(g) a 750º C, la resión total del sistema es 3 0 mm de Hg y la resión arcial del agua 3 7 mm de Hg. Calcule: a) El valor de la constante ara dicha reacción, a 750º C. b) El número de moles de vaor de agua y de hidrógeno resentes en el equilibrio, sabiendo que el volumen del reactor es de dos litros. 1 1 Dato: R = 0 08atm L mol. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO 5. OPCIÓN B a) Como los dos únicos gases que existen en el equilibrio son el hidrógeno y agua, si la resión arcial del agua es 7 3 mm Hg, la del hidrógeno será la total menos la del agua: 3 mm Hg 3 7 mm Hg = 8 3 mm Hg. Conocidas las resiones, se sustituye en la exresión de : 3'7 P 760 = = = 8'15 H O PH 8'3 760 b) Alicando la ecuación de los gases ideales ara cada uno de los dos: 3'7 PH O V n H O = = = 7'43 10 moles R T 0' '3 PH V n H = = = '6 10 moles R T 0'08 103

5 En un reciiente de 5 litros se introducen 1 84 moles de nitrógeno y 1 0 moles de oxígeno. Se calienta el reciiente hasta 000º C estableciéndose el equilibrio: N(g) + O (g) NO(g) En estas condiciones reacciona el 3% del nitrógeno existente. Calcule: a) El valor de c a dicha temeratura. b) La resión total en el reciiente, una vez alcanzado el equilibrio. 1 1 Dato: R = 0 08 atm L mol. QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO 6. OPCIÓN A a) N + O NO inicial 1'84 1'0 0 equilibrio 1'84 0'055 1'0 0'055 0'055 0'1104 [ NO] 5 c = = = 7'15 10 N 1'7848 0'9648 O b) P T '86 0'08 73 = = 106'61 at 5

6 En un reciiente de 5 litros se introducen 0 8 moles de NO4 NO 4 se disocia según: NO(g) 4 NO (g) Al llegar al equilibrio, la resión total es de atm. Calcule: a) El grado de disociación del NO 4 a esa temeratura. b) El valor de a 50ºC. 1 1 Dato: R = 0 08 atm L mol. QUÍMICA RESERVA 3. EJERCICIO 6. OPCIÓN B a 50ºC. A esa temeratura el a) NO 4 NO inicial 0'8 0 equilibrio 0'8 (1 α) 0'8 α moles totales en el equilibrio: 0'8 (1 +α ) n (1 +α) R T 0'8 (1 +α) 0'08 33 = = α= 0'348 V 5 b) P 4 (0'348) = = = 1'10 at NO PN O 1 (0'348) 4

7 Dado el equilibrio: SO (g) + O (g) SO 3(g) Δ H< 0 a) Exlique cómo aumentaría el número de moles deso 3, sin adicionar ni eliminar ninguna de las sustancias resentes en el equilibrio. b) Escriba la exresión de. c) Razone cómo afectaría al equilibrio la resencia de un catalizador. QUÍMICA RESERVA 4. EJERCICIO 3. OPCIÓN A a) Disminuyendo la temeratura (el equilibrio aumenta la temeratura generando calor, o sea, deslazándose hacia la derecha, hacia la formación de SO 3 ) o aumentando la resión (de esta forma el equilibrio se deslazará ara tratar de disminuir la resión, o sea, hacia el lado donde menos número de moles gaseosos haya, esto es, a la derecha, formando más cantidad de SO 3 ) y también retirando el SO 3 formado (el equilibrio lo reondrá formando más cantidad). b) (P ) SO 3 = (P SO ) P O c) De ninguna forma. El catalizador sólo influye en la velocidad de reacción ero deslaza el equilibrio en ningún sentido.

8 A 100º C el valor de la constante c es 1' ara el equilibrio: Br (g) Si la concentración inicial de bromo molecular es 1 M, calcule: a) El tanto or ciento de Br que se encuentra disociado. b) La concentración de bromo atómico en el equilibrio. QUÍMICA RESERVA 4. EJERCICIO 5. OPCIÓN B Br(g) a) Br Br inicial c 0 equilibrio c (1 α) c α [ ] ( ) Br cα 4cα α c = = = 1'04 10 = α= 0'016 Br c(1 α) 1 α 1 α b) [ Br] = cα= 1 0'016 = 0'03 M

9 Dados los equilibrios: 3F(g) + Cl (g) ClF 3(g) H(g) + Cl (g) HCl(g) NOCl(g) NO(g) + Cl (g) a) Indique cuál de ellos no se afectará or un cambio de volumen, a temeratura constante. b) Cómo afectará a cada equilibrio un incremento en el número de moles de cloro? c) Cómo influirá en los equilibrios un aumento de resión en los mismos? Justifique las resuestas. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO 3. OPCIÓN A a) Un cambio de volumen (o de resión) sólo afectará a aquellos equilibrios en los que el número de moles de sustancias gaseosas es diferente en reactivos y roductos ara oder contrarrestar con su deslazamiento (aumentando o disminuyendo dicho número de moles de sustancias gaseosas) la erturbación exterior que se le roduzca. No afectará al segundo equilibrio ya que no hay variación en el número de moles. b) Deslazándose el mismo en el sentido en el cual se consuman arte de los moles añadidos según el Princiio de Le Chatelier, o sea, hacia la derecha en los dos rimeros y hacia la izquierda en el tercero. c) Como ya se ha dicho en el aartado a, en el segundo equilibrio no afectará un cambio de resión. En la rimera reacción se deslazará a la derecha disminuyendo el número de moles de gas y, or tanto, la resión en el reactor y al contrario en el tercero.

10 El cloruro de amonio se descomone según la reacción: NH4Cl(s) NH 3(g) + HCl(g) En un reciiente de 5 litros, en el que reviamente se ha hecho el vacío, se introducen 5 g de cloruro de amonio y se calientan a 300º C hasta que se alcanza el equilibrio. El valor de a dicha temeratura es 1' Calcule: a) La resión total de la mezcla en equilibrio. b) La masa de cloruro de amonio sólido que queda en el reciiente. 1 1 Datos: R = 0 08 atm L mol. Masas atómicas: H = 1; N = 14; Cl = QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO 6. OPCIÓN B a) La resión total de la mezcla será la suma de las resiones arciales de los dos únicos gases que existen en el equilibrio: amoníaco y cloruro de hidrógeno que serán iguales ues de ambos se roduce la misma cantidad. Sustituyendo en la exresión de : P PT 3 P = PNH P 3 HCl = = 1' 10 PT = 0'069 at b) De cada uno de los roductos se uede calcular los moles que se han formado alicando la ecuación de los gases ideales, ya que se conoce su resión, temeratura y volumen: P V 0' moles de NH 3 = moles de HCl : n = = = 3'67 10 R T 0' Los moles que quedan de NH4Cl sin reaccionar son: '5 = = = 53'5 3 3' '043 moles 0'043 53'5 '3 gramos