PROBLEMES DEL TEMA 2: PRINCIPIS DE L’EQUILIBRI QUÍMIC
1. La font més important d’hidrogen és el que s’anomena la reacció de reformat del gas natural:
1/2 H2O(g) + 1/4 CH4(g) → H2(g) + 1/4 CO2(g)
Sabent que: CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) ΔHº= -40 kJ; Kc= 1.4 a 1000 K
CO(g) + 3 H2(g) → H2O(g) + CH4(g) ΔHº= -230 kJ; Kc= 190 a 1000 K
a) Calculeu la Kc per a la reacció de reformat del gas natural indicada, a 1000 K
b) Calculeu Kp per aquesta reacció a la mateixa temperatura R: Kc= 0.293; Kp= 2.65
2. Es disposa d’una mescla de vapor d’aigua, metà, hidrogen i diòxid de carboni en equilibri a 1000 K.
Discutiu si augmentarà o disminuirà la quantitat d’hidrogen si
a) si s’afegeix a la mescla 1 mol de diòxid de carboni
b) si s’afegeix a la mescla 1 mol de metà
c) si es redueix a la meitat el volum del recipient que conté la mescla
d) si s’augmenta la temperatura a 1200 K (veure les dades del problema anterior)
R: a) disminuirà; b) augmentarà; c) disminuirà; d) augmentarà
3. Un recipient de 5.0 L s’omple amb 1.85 mols de NOBr. Quan s’arriba a l’equilibri a 25ºC s’han format 0.082
mols de Br2. Determineu Kc i Kp per la següent reacció:
2NOBr(g) → 2NO(g) + Br2(g) R: Kc= 1.55·10-4; Kp= 3.78·10-3
4. Quan una mescla 3.00 M de Fe3+(aq) i 3.00 M de I-(aq) es deixa arribar a l’equilibri, la concentració d’anió
iodur esdevé 4.50·10-2M. Quina serà la constant d’equilibri per a la següent reacció?
2 Fe3+(aq) + 3 I-(aq) → 2 Fe2+(aq) + I3-(aq) R: 3.95·104
5. El hidrogenosulfur d’amoni sòlid està en equilibri amb amoníac gas i sulfur d’hidrogen gas:
NH
4HS(s) → NH3(g) + H2S(g) Kp(atm)= 0.108 a 25ºC
Si s’introdueix una mostra de NH4HS sòlid en un recipient en el que s’ha fet el buit, quina serà la pressió
total quan la mostra arribi a l’equilibri? R: 0.657 atm
6. Es mesclen 200.0 g de carbonat de calci i 56.0 g d’òxid de calci en recipient de 10.0 L i s’escalfen fins a
1000ºC, el que produeix la formació de diòxid de carboni. Quants g de cadascun dels tres compostos hi
hauran quan la mescla arribi a l’equilibri? (Kp= 11. 54 atm) R: 89 g de CaCO3; 118.16 g de CaO; 48.84 g de CO2
7. Per a la següent reacció Kc= 2.00 a 1000ºC
2 COF2(g) → CO2(g) + CF4(g)
Si en un recipient e 5.00 L conté 0.145 mols de fluorur de carbonil, COF2, 0.262 mols de CO2 i 0.074 mol
de tetrafluorometà.
a) estarà la mescla en equilibri?.
b) Si no està en equilibri, en quin sentit evolucionarà espontàniament la reacció?
c) Quina serà la composició de la mescla en equilibri?
R: a) no; b) cap els productes; c) 0.112 mols de COF2; 0.278 mols de CO2; 0.090 mols de CF4
8. Per a la reacció
N2(g) + 1/2 O2(g) → N2O(g) Kc= 2.7·10-18
Quines seran les concentracions en l’equilibri, si es mesclen?
a) 2.0 mols de nitrogen i 6.0 mols d’oxigen en un recipient de 10.0 L.
b) 5.0 mols d’oxigen i 2.0 mols de òxid de dinitrogen en un recipient de 10.0 L
R: a i b) [N2]= 0.20 M; [O2]= 0.60 M; [N2O]= 4.2·10-19 M
9. Per a la reacció
2 Cr2+(aq) + Pb2+(aq) → 2 Cr3+(aq) + Pb(s) Kc= 3.1·109
Quines seran les concentracions que assolirà una solució de volum total igual a 1.00 L, obtinguda
a) mesclant 1.00 mol de Cr2+(aq) i 1.00 mol de Pb2+(aq)
b) mesclant 1.00 mol de Cr2+(aq), 1.00 mol de Cr3+ i 1.00 mol de Pb2+(aq)
c) mesclant 1.00 mol de Cr3+(aq) amb un excés de Pb(s)
d) mesclant 1.00 mol de Cr2+(aq) amb un excés de Pb(s)
R: a) [Cr2+]= 2.54·10-5; b) [Cr2+]= 5.08·10-5; c) [Cr2+]= 8.64·10-4; d) no pot arribar a l’equilibri