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C/Ciudad del Aprendiz, 2. 46017 - VALENCIA 01.- Las reacciones representadas por las ecuaciones escritas a continuación han alcanzado el equilibrio a una misma temperatura: H 2 +I 2 2 HI Kp 2 HI H 2 +I 2 Kp' 1/2 H 2 + 1/2 I 2 HI Kp'' HI 1/2 H 2 + 1/2 I 2 Kp''' Calcule las constantes Kp', Kp'' y Kp'''; sabiendo que Kp= 59, 02.- Para una hipotética reacción, que tiene como ecuación química A (g) B (g), se plantean como posibles gráficas de la concentración en función del tiempo: Justifique qué gráfica corresponderá a cada uno de los casos siguientes: a) Kc>>>>1; b) Kc<<<<1;
c) Kc ≅ 1
03.- Tenemos una mezcla formada por los gases siguientes: CO, Cl 2 y COCl 2 a 400ºC y 1 atm de presión en el equilibrio representado por la ecuación: CO(g) + Cl 2 (g) COCl 2 (g). Razone y justifique si las siguientes afirmaciones son correctas o no: Si se introduce en el sistema una pequeña cantidad de Cl 2 , manteniendo el volumen y la temperatura constantes, cuando el sistema restablezca el equilibrio: a) El cociente [COCl 2 ]equilibrio/[CO]equilibrio·[ Cl 2 ]equilibrio será mayor. b) La masa de CO será mayor. c) La masa de Cl 2 será mayor. d) La concentración de COCl 2 será menor. 04.- Para el equilibrio químico representado por la reacción: N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g), los valores de Kp a 400 K y 500 K son, respectivamente, 47,9 y 1,70×10^3 atm. Justifique el efecto que producirán en la concentración de NO 2 las modificaciones del equilibrio siguientes: a) Un aumento de temperatura a presión constante. b) Un aumento de presión a temperatura constante. c) Un aumento de volumen a temperatura constante. 05.- Para el equilibrio representado por la ecuación: NH 4 Cl(s) NH 3 (g) + HCl (g), el valor de Kp es 1,04×10-^2 atm^2. a) Si colocamos 1 mol de NH 4 Cl(s) en un recipiente de paredes rígidas, inicialmente vacío, y lo cerramos, ¿cuál será la presión parcial del HCl (g), en atm, en el equilibrio?
C/Ciudad del Aprendiz, 2. 46017 - VALENCIA b) Si después de alcanzar el equilibrio se añade una pequeña cantidad de NH 4 Cl(s), mante- niendo el volumen y la temperatura constantes, ¿qué pasará con las concentraciones de NH 3 y de HCl? 06.- Determine la Kp a 1120 K del equilibrio químico representado por la ecuación: C (s) + CO 2 (g) + 2 Cl 2 (g) 2 COCl 2 (g) A partir de las constantes de los equilibrio representados por las ecuaciones siguientes, a 1120 K: C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) Kp 1 = 1,3× 10^14 COCl2(g) CO (g) + Cl 2 (g) Kp 2 = 1,667× 10^12 07.- La constante de equilibrio del sistema representado por la ecuación: H 2 (g) + I 2 (g) 2 HI (g) vale a 54,27 a 425ºC. Se desea saber: a) Cuánto vale la constante por el proceso de formación de un mol de yoduro de hidrógeno. b) Cuánto vale la constante del equilibrio de descomposición de un mol de yoduro de hidró- geno. c) Si en un recipiente se introducen, en las condiciones de trabajo iniciales, 0,3 mol de hidró- geno, 0,27 mol de yodo y un mol de yoduro de hidrógeno, ¿hasta dónde se desplazará el equilibrio? 08.- Para el equilibrio químico representado por la reacción: CO (g) + 3 H 2 (g) H 2 O (g) + CH 4 (g) ΔH= - 230 kJ Justifique razonadamente el efecto que produciría en la concentración de CH 4 (g) las siguientes modificaciones del equilibrio: a) Un aumento de la temperatura a presión constante. b) Una disminución del volumen del reactor manteniendo constante la temperatura. c) La adición de un catalizador. 09.- La reacción de obtención industrial del amoniaco está basada en la reacción representada por la ecuación: N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) ΔHº= - 92 kJ Razone qué efecto tendrá sobre el equilibrio cada uno de los siguientes cambios: a) Una disminución del volumen del reactor a temperatura constante. b) Un incremento de la temperatura a presión constante. c) La adición de un catalizador. 10.- Se dispone de un sistema en equilibrio a 25 ºC que contiene C (s), CO (g) y CO 2 (g):
C (s) + CO 2 (g) 2 CO (g) ∆ H= +172,4 kJ mol- 1
Justifique si la cantidad de CO (g) se mantiene constante, aumenta o disminuye cuando: a) Aumenta la temperatura. b) Disminuye la presión. c) Se introduce C (s) en el recipiente. 11.- El dióxido de nitrógeno, NO2, de color marrón - amarillento, reacciona consigo mismo (dimerización), para dar tetraóxido de dinitrógeno, N 2 O 4 , que es un gas incoloro. Una mezcla en equilibrio a 0 ºC es casi incolora, mientras que a 100 ºC tiene un color marrón-amarillento. Responde razonadamente las siguientes cuestiones: a) Escriba el equilibrio químico correspondiente a la reacción de dimerización. b) La reacción de dimerización, ¿es exotérmica o endotérmica?
C/Ciudad del Aprendiz, 2. 46017 - VALENCIA Conteste, razonadamente, si, para conseguir mayor producción de metanol, serán o no favorables cada una de las siguientes condiciones: (0,4 puntos cada una) a) Aumentar la cantidad de hidrógeno en el sistema. b) Aumentar la temperatura de trabajo. c) Disminuir el volumen del reactor, a temperatura constante. d) Eliminar metanol del reactor. e) Añadir un catalizador al sistema en equilibrio. 17.- Uno de los métodos utilizados industrialmente para la obtención de hidrógeno consiste en hacer pasar una corriente de vapor de agua sobre carbón al rojo, de acuerdo con la reacción representada por la ecuación: C (s) + H 2 O (g) CO (g) + H 2 (g) ∆H = +131,2 kJ mol-^1 ; ∆S = +134,2 J K-^1 mol-^1 Contesté razonadamente las siguientes cuestiones: a) ¿Cómo afectan los siguientes cambios al rendimiento de producción de H 2? a. La adición de C (s). (0,5 puntos) b. El aumento de temperatura. (0,5 puntos) c. La reducción de volumen del recipiente. (0,5 puntos) b) ¿A partir de qué temperatura el proceso de obtención de hidrógeno es espontáneo? (0, puntos) 18.- Considere el equilibrio representado por la ecuación: 3 Fe (s) + 4 H 2 O (g) Fe 2 O 3 (s) + 4 H2 (g); ∆H = - 150 kJ mol-^1. Explique cómo afecta a cada una de las siguientes modificaciones a la cantidad de H 2 (g) presente en la mezcla en equilibrio: (0,4 puntos cada apartado) a) Elevar la temperatura de la mezcla. b) Introducir más H2O (g). c) Eliminar Fe2O3 (s) a medida que se va produciendo. d) Aumentar el volumen del recipiente en el que se encuentra la mezcla en equilibrio (mante- niendo constante la temperatura) e) Adicionar a la mezcla en equilibrio un catalizador adecuado. 19.- Considere este equilibrio representado por la ecuación: 4 NH 3 + 5 O 2 (g) 4 NO (g) + 6 H 2 O (g) y responde razonadamente a las siguientes cuestiones: (0,5 puntos cada una) a) Escriba las expresiones de las constantes Kp y Kc. b) Establezca la relación entre Kp y Kc. c) Razone cómo influirá en el equilibrio un aumento de la presión mediante una reducción del volumen. d) Si se aumenta la concentración de oxígeno, justifique en qué sentido se desplazará el equili- brio. ¿Se modificará el valor de la constante de equilibrio? 20.- Razona el efecto que tendrá sobre el equilibrio representado por la ecuación siguiente, cada uno de los cambios que se indican: (0,5 puntos cada apartado) 4 NH 3 (g) + 3 O 2 (g) 2 N 2 (g) + 6 H 2 O (g) ∆H = - 1200 kJ a) Disminuir la presión total aumentando el volumen. b) Aumentar la temperatura. c) Añadir O 2 (g).
C/Ciudad del Aprendiz, 2. 46017 - VALENCIA d) Añadir un catalizador. 21.- El proceso Deacon suele utilizarse cuando se dispone de HCl como subproducto de otros procesos químicos. Este proceso permite obtener gas cloro a partir de cloruro de hidrógeno de acuerdo con el equilibrio representado por la ecuación: 4 HCl (g) + O 2 (g) 2 Cl 2 (g) + 2 H 2 O (g) ∆H 0 = - 114 kJ Se deja que una mezcla de HCl, O 2 , Cl 2 y H 2 O llegue al equilibrio a cierta temperatura. Explique cuál es el efecto sobre la cantidad de cloro gas en el equilibrio, si se introducen los siguientes cambios: a) Adicionar a la mezcla más O 2 b) Extraer HCl (g) de la mezcla. c) Aumentar el volumen al doble manteniendo constante la temperatura. d) Añadir un catalizador a la mezcla de reacción. e) Elevar la temperatura de la mezcla. 22.- El ión amonio; NH 4 +(aq), es un ácido débil que se disocia parcialmente de acuerdo con el equilibrio representado por la ecuación química: NH 4 +(aq) + H 2 O(l) NH 3 (aq) +H 3 O+(aq) ∆Ho = +52,2 kJ Explique cuál es el efecto sobre el grado de disociación del ácido NH 4 +(aq), si después de alcanzar el equilibrio se introducen los siguientes cambios: a) Añadir una cantidad chiquita de ácido fuerte (como HCl) b) Añadir una cantidad menuda de base fuerte (como NaOH) c) Adicionar más NH 3 (aq). d) Agregar una cantidad chica de NaCl. e) Elevar la temperatura de la disolución. 23.- El hidrógeno, H 2 (g), se está convirtiendo en una fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles, cuya combustión es responsable del efecto invernadero. Considere el equilibrio representado por la ecuación química: CO(g) + H 2 O(g) CO 2 (g) + H 2 (g); ∆Ho = +28 kJ Explique, razonadamente, el efecto que cada uno de los cambios que se indican tendría sobre la mezcla gaseosa en equilibrio: (0,5 puntos cada apartado) a) Aumentar la temperatura del reactor manteniendo constante la presión. b) Disminuir el volumen del reactor manteniendo constante la temperatura. c) Adicionar CO 2 (g) a la mezcla en equilibrio. d) Añadir a la mezcla en equilibrio un catalizador. 24.- A una cierta temperatura el hidrogenocarbonato de sodio, NaHCO 3 , se descompone parcialmente de acuerdo con la ecuación de siguiente equilibrio: NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O(g); ∆Ho = +135 kJ Explique, razonadamente, el efecto que, sobre la cantidad de sustancia de Na 2 CO 3 formado, tendrá: a) Reducir el volumen del recipiente manteniendo constante la temperatura. b) Extraer del recipiente una parte de los gases producidos [CO 2 (g) +H 2 O(g)]. c) Elevar la temperatura de la mezcla en equilibrio manteniendo constante la presión. d) Adicionar más NaHCO 3 (s) a la mezcla en equilibrio. (0,5 puntos cada apartado)
