Equlibrio Quimico

EQUILIBRIO QUÍMICO

01.-Sean las siguientes reacciones en equilibrio:

A ↔ B + C K1=1×10-4

3A + 2D + 2F ↔ 2G + 3B + 3C K2=1×10-8

Hallar la constante de equilibrio para la siguiente reacción.

D + F ↔ G KEQ=?

Solución:

A ↔ B+C K1=1×10-4

3A+2D+2F ↔ 2G+3B+3C K2=1×10-8

3A ↔ 3B+3C K3=(1×10-4)3

3B+3C ↔ 3A K4=□(1/(1×〖10〗^(-4) ))

Suma B + D:

2D+2F ↔ 2G K5=1×104

D+F ↔ G K6= (1×104)1/2=102

02.-La constante de equilibrio para la reacción:

N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g) es 4,9×10-5 a una temperatura de equilibrio T. Calcule la constante de equilibrio Kc para la reacción:

NO(g) ↔ 1/2 O2(g) + 1/2 N2(g)

Solución:

N2 + O2 ↔ 2NO K1=4,9×10-5

2NO ↔ N2 + O2 K2= 1/(4,9×〖10〗^(-5) )

NO ↔ 1/2 O2 + 1/2 N2 K3= (1/(49×〖10〗^(-6) ))1/2=1/(7×〖10〗^(-3) )=142,8

03.-Para la reacción llevada a cabo en un reactor de 1L.

A(g) + 2E(g) ↔ 2D(g)

Inicialmente se hace reaccionar 0,2 moles de A con 0,4 moles de E, y se producen0,2 moles de D; determine Kc y Kp, respectivamente a la temperatura de 400 K.

Solución:

V=1L T=400K

A + 2E ↔ 2D

I: 0,2 0,4

Rx: -x -2x +2x

Eq: 0,1/(1 L)mol 0,2/(1 L)mol 0,2/(1 L)mol

Kc=〖(0,2)〗^2/((0,1)〖(0,2)〗^2 ) = 10 2x=0,2

X=0,1

Kp =10(0,082×400)2-3=10(0,082×400)-1=0,3

04.-Para el equilibrio:

SO3 ↔ SO2 + O2

Kc=5×10-3 a 700 °C. Si las concentraciones de las tres sustancias anteriores son:

[SO3]=0,3M [SO2]=0,1M [O2]=0,02M

¿Cómo cambiarán estas concentraciones a medida que el sistema se aproxima al equilibrio manteniendo la temperatura a 700 °C?

Solución:

Kc=5×10-3

2SO3 ↔ 2SO2 + O2

0,3 0,1 0,02

Qc=0,2210-2=2,210-3

Qc<Kc →↑Qc

Rx. Derecha

↑Producto

Respuesta: S02 y O2 aumentan, SO3 disminuye.

05.-En un recipiente a 700 °C, contiene H2 y I2 con concentraciones iniciales 0,10 mol/L y 0,10 mol/L respectivamente. Si al cabo de un tiempo, cuando la reacción ha llegado al equilibrio, la concentración del H2 es 0,03 mol/L. ¿Cuál será el valor de Kc para la reacción?

Solución:

H2 + I2 ↔ 2HI

I: 0,1 0,1

Rx: -x -x +2x

Eq: 0,1-x 0,1-x 2x

[H2]→0,1-X=0,03→X=0,07

Kc=〖[HI]〗^2/〖[H〗_(2][I_(2]) ) = 〖(0,14)〗^2/((0,03)(0,03))=21,77

06.-En un recipiente de 2L. , se coloca una mezcla de virutas de hierro y agua, después de calentarlos a altas temperaturas, se llega al equilibrio, teniendo las siguientes cantidades:0,2 moles de H2O;2 moles de H2;0,15 moles de moles de Fe y 0,05 moles de Fe3O4, según la siguiente ecuación:

3Fe(s) + 4H2O(g) ↔ Fe3O4(s) + H2(g)

Solución:

V=2 L.

3Fe(s) + 4H2O(g) ↔ Fe3O4(s) + H2(g)

Eq: (0,2 mol)/(2 L) (2 mol)/(2 L)

Kc=([〖H_2]〗^4)/(〖[H〗_2 〖O]〗^4 )=〖(1)〗^4/〖(10〗^(〖-1 )〗^4 ) =〖10〗^4

07.-Conociendo el valor de la constante del equilibrio a una temperatura T, de la reacción:

N2(g) +O2(g) ↔ 2NO Kc=5×10-5

Solución:

N2(g) +O2(g) ↔ 2NO Kc=5×10-5

NO ↔ 1/2N2 + 1/2O2 Kc=(1/(5〖×10〗^(-5) ))1/2

Kp=(1/(5〖×10〗^(-5) ))1/2(0,082×T)2-2

→ Kp=Kc

08.-Para la reacción:

2NH3 ↔ N2 + 3H2 Kc=10-4 a la temperatura de 400 °C. Hallar su Kp para esta temperatura.

Solución:

Kp=10-4(0,082673)4-2

Kp=10-4(0,082673)-2

Kp=0,3041

09.-A 500K 1 mol de NOCl(g) se introduce en un recipiente de 1L. En equilibrio, el NOCl(g) se disocia en 9%; calcular Kp a ésta temperatura.

2NOCl(g) ↔ 2NO(g) + Cl2(g)

Solución:

V=1 L

2NOCl ↔ 2NO + Cl2

I:1 mol

Rx: 0,09 0,09 0,045

Eq: 0,91 0,09 0,045

Rx=9/100×1=0,09

Kc=((9×〖10〗^(-2 ))(45×〖10〗^(-3)))/〖(91×〖10〗^(-2))〗^2 =4,5×10-5

Kp=4,5×10-5(0,082×500)3-2

Kp=1,8×10-2

10.-En un recipiente de un litro, se mezclan 0,08 mol de H2(g) con 0,08 mol de I2(g) a una temperatura dada. ¿Cuál será el número de moles de HI(g) formado luego de alcanzar el equilibrio?

H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) Kc=60,15

Solución:

H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g)

I: 0,08 0,08

Rx: -x -x +2x

Eq:0,08-x 0,08-x 2x

Kc=(〖[HI〗^2])/〖[H〗_(2][I_(2]) )

√60,15=√(〖(2x)〗^2/〖(0,08-x)〗^2 )

7,5=2x/(0,08-x)

x=0,063

→# de moles formados en el equilibrio de HI en el equilibrio es:2x=2(0,063)=0,127

11.-Auna temperatura determinada, la constante de equilibrio es 5,0 para la reacción:

CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g)

El análisis químico del equilibrio muestra la presencia de 0,90 mol de CO, 0,25 moles de CO2 en el equilibrio son:

Solución:

CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g)

0,9/5mol 0,25/5mol Xmol 0,5/5mol

↓ ↓ ↓ ↓

0,18 0,5 X 0,1

Kc=5 V=5 L

5=((X/5)(0,1))/((0,18)(0,5)) → X=2,25

12.-A 195 °C, Kc para el equilibrio:

H2(g) + Br2(g) ↔ 2HBr(g)

Es 3,5×104. Si las concentraciones de equilibrio a esta temperatura son 0,01 M H2 y 0,02 M Br2. ¿Cúal es la concentración de HBr?

Solución:

T=195 + 273 =468

Keq=3,5×104

H2(g) + Br2(g) ↔ 2HBr(g)

0,01 0,02 x

3,5×104 =x^2/((0,01)(0,02))

3,5×104×2/〖10〗^4 =x^2

7=x^2

X=2,645

13.-La siguiente reacción de descomposición del siguiente compuesto ocurre a 250°C.

NH2CO2NH4(s) ↔ CO2(g) + 2NH3(g)

Cuando en un reactor de 5 litros se coloca una cierta cantidad del compuesto, se encuentra que una vez alcanzado el equilibrio, la cantidad de CO2 es de 0,05 moles.

Con estos datos

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