CONCEPTOS BÁSICOS Y ACTIVIADES INTERACTIVAS
TEORÍA
EJERCICIOS CON SIMULACIONES
PROBLEMAS RESUELTOS
PROBLEMAS PROPUESTOS CON SUS
SOLUCIONES
miércoles, 20 de febrero de 2013
ESTRUCTURA ATÓMICA, TABLA PERIÓDICA Y ENLACE QUÍMICO
ESTRUCTURA ATÓMICA
EL ENALCE QUÍMICO
Batería de preguntas
miércoles, 6 de febrero de 2013
SelectividadEquilibrio Químico
Selectividad Equilibrio con soluciones
1.- En un recipiente de 0,4 L se
introduce 1 mol de N2 y 3 mol de H2 a la temperatura de
780 K. Cuando se establece el equilibrio para la reacción N2 + 3 H2 ↔NH3, se tiene una mezcla con un
28 % en mol de NH3. Determine:
a) El número de moles de cada
componente en el equilibrio.
b) La presión final del sistema.
c) El valor de la constante de
equilibrio, Kp.
Datos.- R = 0,082 atm·L·K-1·mol-1
Sol: a)moles N2= 0,56;
H2=1,68; NH3=0,88; b) p=499 atm; c) Kp=1,136.10-5
atm-2
2.– 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 = p2(SO2)·p(O2)/p2(SO3)
Sol: a)V; b)F; c)F; d)F
3 .- El yoduro de hidrógeno se
descompone a 400 °C de acuerdo con la ecuación
2HI(g) ↔ H2(g) + I2(g),
siendo el valor de Kc,=0,0156. Una muestra de 0,6 moles de HI se introduce en
un matraz de 1 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.
Sol: a) [I2]=[H2]=0,06M [HI]=0,42M; b)Kp=Kc; c)p=33,1 atm
4.-Eldióxido de nitrógeno es un
gas que se presenta en la forma monómera a 100 ºC. Cuando se disminuye la
temperatura del reactor hasta 0 ºC se dimeriza para dar tetróxido 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.
Sol: a) 2NO2(g) ↔ N2O4(g);
b)Exotérmica porque al aumentar la temperatura se desplaza hacia la izquierda;
c)se desplaza hacia la derecha. La constante no varía
d) Explique cómo se verá afectado
el equilibrio si disminuye la presión total, a temperatura constante.
Sol: d) se desplaza a la
izquierda, K no varía
5.- Se introducen 2 moles de COBr2
en un recipiente de 2 L y se calienta hasta 73 ºC. El valor de
la constante Kc, a esa
temperatura, para el equilibrio COBr2(g) ↔ CO(g) + Br2(g)
es 0,09. Calcule en dichas condiciones:
a) El número de moles de las tres
sustancias en el equilibrio.
b) La presión total del sistema.
c) El valor de la constante Kp.
Sol: a)Moles CO= moles Br2=0,512 moles
COBr2= 1,,488; b)p= 35,6 atm; c) Kp= 2,5 atm
6.– 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 L y
se calientan a 250 ºC 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.
Datos. R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1;
Masas atómicas: P = 31,0; Cl = 35,5.
Sol: a) PCl5(g)↔PCl3(g)+Cl2(g);
b) [PCl3]=[Cl2]=0,048M;
[PCl5]= 0,052M; c)p=6,35 atm; d) pCl2=2,06 atm
7.– El valor de la constante de
equilibrio a 700 K para la reacción 2HI (g)↔H2 (g) + I2
(g) es
0,0183. Si se introducen 3,0
moles de HI en un recipiente de 5 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?
Sol: a)moles I2= 0,623; p=34,4atm;
c)[HI]=0,175M
8.- La reacción de obtención de
polietileno a partir de eteno, , es exotérmica:
a) Escriba la expresión de la
constante de equilibrio, Kp.
b) ¿Qué tipo de reacción de
polimerización se produce?
c) ¿Cómo afecta un aumento de la
temperatura a la obtención de polietileno?
d) ¿Cómo afecta un aumento de la
presión total del sistema a la obtención de polietileno?
Sol: a) nCH2=CH2(g)↔{CH2-CH2}n(s)Kp=1/pn;b)Es
una polimerización por adición(pag 332 libro); c)Como es exotérmica, un aumento
de T no favorece la formación del polímero; d) aumentar la presión favorece la
formación del polímero
9 .-En un reactor de 1L, a
temperatura constante, se establece el equilibrio N02 + S02↔NO
+
S03, siendo las
concentraciones molares en el equilibrio: [N02]=0,2, [S02]=0,6,
[N0]=4,0 y [S03]=1,2.
a) Calcular el valor de la Kc a
esa temperatura
b) Si se añaden 0,4 moles de N02
¿Cuál será la nueva concentración de reactivos y productos cuando se
reestablezca de nuevo el equilibrio?
Sol: a)Kc= 40; b) [NO2]= [SO2]=0,386M [NO]=4,214M [SO3]=1,414M
10.- En una cámara cerrada de 10L
a la temperatura de 25°C se introduce 0,1 mol de propano
con la cantidad de aire necesaria
para que se encuentre en proporciones estequiométricas con el O2. A
continuación se produce la reacción de combustión del propano en estado
gaseoso, alcanzándose la temperatura de 500°C.
a) Ajuste la reacción que se
produce.
b) Determine la fracción molar de
N2 antes y después de la combustión.
c) Determine la presión total
antes y después de la combustión.
Datos: R = 0,082 atm·L·K-1mol-1;
Composición del aire: 80% N2, 20% O2
Sol:a) No es un problema de
equilibrio, la reacción se da totalmente hacia la derecha, es decir Kc=∞
C3H8(g)+5 O2(g)→3
CO2(g)+4H2O(g)
Para consumir 0,1 mol de propano
se necesitan 0,5 mol de oxígeno a los que acompañan 2 mol de N2
b) moles de gas iniciales= 0,1
mol propano+0,5 mol oxígeno+2 mol nitrógeno= 2,6 mol
fracción molar inicial nitrógeno=
0,77
moles de gas finales= 0,3 mol CO2+0,4
mol H2O+ 2 mol N2= 2,7 mol
fracción molar final N2=
0,74
c) pinicial= 6,35 atm;
pfinal=17,11 atm
11.– En el proceso Haber–Bosch se
sintetiza amoniaco haciendo pasar corrientes de nitrógeno e hidrógeno en
proporciones 1:3 (estequiométricas) sobre un catalizador. Cuando dicho proceso
se realiza a 500 ºC y 400 atm. se consume el 43 % de los reactivos, siendo el
valor de la constante de equilibrio Kp=1,55·10–5. Determine, en las
condiciones anteriores:
a) El volumen de hidrógeno
necesario para la obtención de 1 tonelada de amoniaco puro.
b) La fracción molar de amoniaco
obtenido.
c) La presión total necesaria
para que se consuma el 60 % de los reactivos.
Datos. R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1;
Masas atómicas: N = 14, H = 1.
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