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1.- En un recipiente de 1 L de capacidad, en el que se ha hecho vacío, se introducen 0,92 g de N 2 O 4 (g) y 0,23 g de NO 2 (g). El recipiente se calienta a 100 ºC, produciéndose la disociación del N 2 O 4 para dar NO 2 de acuerdo al equilibrio siguiente: N 2 O 4 (g) ⇆ 2 NO 2 (g) Cuando se alcanza el equilibrio a 100 ºC, la presión total del sistema es de 0,724 atm. a) Determina el valor de las constantes de equilibrio, Kp y Kc. b) Calcula la presión en el recipiente en el equilibrio si inicialmente sólo se hubieran introducido 0,92 g de N 2 O 4. DATOS: Ar (O) = 16 u; Ar (N) = 14 u. R = 0,082 atm · L · K–1^ · mol–^. Resultado: a) Kc = 0,048; Kp = 1,47; b) Pt = 0,5 atm. 2.- El amoniaco gas, NH 3 (g), reacciona con aire para formar dióxido de nitrógeno, NO 2 , a alta temperatura de acuerdo a la reacción: 4 NH 3 (g) + 7 O 2 (g) ⇆ 4 NO 2 (g) + 6 H 2 O (g). Discute razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) Un aumento de la temperatura favorecerá la formación de NO2 en el equilibrio. b) La disminución del volumen del reactor, manteniendo constante la temperatura, favorecerá que se forme mayor cantidad de productos en el equilibrio. c) La adición de NH3, manteniendo constantes el volumen del recipiente y la temperatura, favorecerá que se forme mayor cantidad de NO2 una vez se alcance el equilibrio. d) El uso de un catalizador hará que se obtenga una mayor cantidad de productos en el equilibrio. 3.- Considera el siguiente equilibrio que tiene lugar a 150 ºC: I 2 (g) + Br 2 (g) ↔ 2 IBr (g), Kc = 120. a) En un recipiente de 5,0 L de capacidad, se disponen 0,0015 moles de I2 y 0,0015 moles de Br2. Calcula la concentración de cada especie cuando se alcanza el equilibrio a 150 ºC. b) En otro experimento, se introducen 0,2 mol · L–1 de IBr en el mismo recipiente vacío. Calcula las concentraciones de todas las especies cuando se establezca un nuevo equilibrio a 150 ºC. Resultado: a) [I2] = [Br2] = 4,6·10−5 M; [IBr] = 5,1·10–4 M; b) [IBr] = 0, M; [I2] = [Br2] = 0,096 M 4.- En un reactor cerrado se introducen, en estado gaseoso y a una temperatura dada, hidrógeno, bromo y bromuro de hidrógeno, HBr, y se
deja que se alcance el equilibrio: H2 (g) + Br2 (g) ⇆ 2 HBr (g), ∆H = – 68 KJ. Indica razonadamente cómo afectará cada uno de los siguientes cambios en la cantidad de H2 presente una vez se restablezca el equilibrio. a) Un aumento de la temperatura a presión constante. b) Adición de HBr, manteniendo constante tanto el volumen del reactor como su temperatura. c) Un aumento del volumen del recipiente a temperatura constante. d) Adición de Br2, manteniendo constante tanto el volumen del reactor como su temperatura. 5.- El hidrogenosulfuro de amonio, NH 4 HS (s), utilizado en el revelado de fotografías, es inestable a temperatura ambiente y se descompone parcialmente según el equilibrio siguiente: NH 4 HS (s) ⇆ NH 3 (g) + H 2 S (g); Kp = 0,108 (a 25 ºC) a) Se introduce una muestra de NH 4 HS (s) en un recipiente cerrado a 25 ºC, 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 ºC? b) En otro recipiente de 2 litros de volumen, pero a la misma temperatura de 25 ºC, se introducen 0,1 moles de NH 3 y 0,2 moles de H 2 S. ¿Cuál será la presión total en el interior del recipiente una vez se alcance el equilibrio a 25 ºC? DATOS.- R = 0,082 atm · L · mol–1^ · K–1. Resultado: a) P = 0,658 atm; b) P = 0,658 atm. 6.- El hidrógeno, H2 (g), se está convirtiendo en una fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles cuya combustión es responsable del efecto invernadero. Considera el siguiente equilibrio: CO (g) + H2O (g) ⇆ CO2 (g) + H2 (g); ∆H = 28 kJ. Explica, razonadamente, el efecto que cada uno de los cambios que se indican tendría sobre la mezcla gaseosa en equilibrio:
b) Calcula la cantidad (en gramos) de NH 4 Cl (s) que se descompone. c) Si inicialmente hay 10,0 g de NH 4 Cl (s) calcula en este caso la cantidad que se habrá descompuesto. DATOS: Ar (H) = 1 u; Ar (N) = 14 u; Ar (Cl) = 35,5 u; R = 0,082 atm · L · mol−1^ · K−1. Resultado: a) Kp = 0,09 ; Kc = 2,73 ·10−5^ ; b) 2,78 g NH 4 Cl; c) 2,78 g NH 4 Cl. 10.- A 500 ºC el fosgeno, COCl 2 , se descompone según el equilibrio: COCl 2 (g) ⇆ CO (g) + Cl2 (g). a) Calcula el valor de Kc y Kp a 500 ºC, si una vez alcanzado el equilibrio a dicha temperatura las presiones parciales de COCl 2 , CO y Cl 2 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 ºC, se introducen los tres compuestos COCl 2 , CO y Cl 2 tal que sus presiones parciales son, respectivamente, 0,689 atm, 0,330 atm y 0,250 atm, ¿en qué sentido se producirá la reacción para alcanzar el equilibrio? c) Calcula las presiones parciales de los tres gases una vez alcanzado el equilibrio en las condiciones dadas en el apartado b). DATOS: R = 0,082 atm · L · mol–1^ · K–1. Resultado: a) Kp = 0451; Kc = 0,0071; b) Derecha; c) P (COCl 2 ) = 0, atm; P(CO) = 0,453 atm; P(Cl 2 ) = 0,386 atm. 11.- Considera el siguiente equilibrio: 3 Fe (s) + 4 H 2 O (g) ⇆ Fe 3 O 4 (s) + 4 H 2 (g). ∆H = - 150,0 kJ · mol– Explica cómo afecta, cada una de las siguientes modificaciones, a la cantidad de H 2 (g) presente en la mezcla en equilibrio: a) Elevar la temperatura de la mezcla. b) Introducir más H 2 O (g). c) Eliminar Fe 3 O 4 (s) a medida que se va produciendo. d) Aumentar el volumen del recipiente en el que se encuentra la mezcla en equilibrio.
e) Adicionar a la mezcla en equilibrio un catalizador adecuado. 12.- Considera el siguiente equilibrio: 4 NH 3 (g) + 5 O 2 (g) ⇆ 4 NO (g) + 6 H 2 O (g) y responde razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Escribe las expresiones para Kc y Kp. b) Establece la relación entre Kc y Kp. c) Razona cómo influiría en el equilibrio un aumento de presión mediante una reducción de volumen. d) Si se aumenta la concentración de oxígeno, justifica en qué sentido se desplaza el equilibrio, ¿se modificará el valor de la constante de equilibrio? 13.- La constante de equilibrio Kc es de 0,14 a 550 º C para la reacción: CO 2 (g) + H 2 (g) ⇆ CO (g) + H 2 O (g). En un recipiente de 5 L se introducen 11 g de dióxido de carbono, 0,5 g de hidrógeno y se calienta a 550 º C. Calcula: a) La composición de la mezcla gaseosa en el equilibrio. b) La composición de la mezcla cuando se alcance de nuevo el equilibrio tras añadir 11 g más de dióxido de carbono a la mezcla anterior. DATOS: Ar(H) = 1 u; Ar(O) = 16 u; Ar(C) = 12 u. Resultado: a) 0,182 moles de CO2 y H2; 0,068 moles CO y H2O; b) 0, moles CO2; 0,012 moles H2 y 0,238 moles de CO y H2O. 14.- En un recipiente de 200 mL de capacidad y mantenido a 400 º C se introducen 2,56 g de yoduro de hidrógeno alcanzándose el equilibrio: 2 HI (g) ⇆ H 2 (g) + I 2 (g). En estas condiciones la constante de equilibrio Kp vale 0,017. Se desea saber: a) El valor de Kc. b) La concentración de las especies en el equilibrio. c) La presión total en el equilibrio. DATOS: Ar(H) = 1 u; Ar(I) = 126,9 u; R = 0,082 atm · L · mol−1 · K−. Resultado: a) 0,017; b) [HI] = 0,079 M; [I2] = [H2] = 0,0105 M; c) P = 5, atm.
