PROBLEMAS DE EQUILIBRIO QUÍMICOProfesor Jorge Villaseñor

1.- En la siguiente reacción a 500ºC, se encuentra que en equilibrio hay 2 moles de CH2O, 0.5 moles de CO y 0.5 moles de H2 en un recipiente de 2 litros, ¿cuanto vale Kp?

H2(g) + CO(g) CH2O(g)R: 0.252 atm-1

2.- En la reacción siguiente Kp = 4 a 325ºC. Si inicialmente la presión parcial de H2CO2 es de 2 atm, ¿cuales son respectivamente las presiones parciales de H2CO2 y H4C2O4 en el equilibrio?

2 H2CO2(g) H4C2O4(g)R: 0.44 atm y 0.78 atm

3.- Considere la siguiente reacción de equilibrio:CO2(g) + C(s) 2 CO(g) Hº = 41,3 Kcal

Indique hacia donde se desplaza el equilibrio si:a). se aumenta la presión total del sistemab) si se aumenta la temperatura del sistema c) si se retira CO(g) desde el sistemaR: a) Los reactivos, b) los productos, c) los productos

4.- En el siguiente equilibrio se encuentra que a 200ºC hay 1.2 moles O2, 1,2 moles de CH4O, 2 moles de CO y 2 moles de agua en un reactor de dos litros.a) ¿Cuanto vale Kc y Kp

CO(g) + 2 H2O(g) CH4O(g) + O2(g)R: Kc = 0.36 M-1, Kp = 0.0093 atm-1

b) Si a la reacción anterior se agrega vapor de agua hasta que la cantidad de ésta en equilibrio es de 3 moles de agua. Calcule las concentraciones en equilibrio de las demás especiesR: (consultar con ayudante o profesor)

5.- La siguiente reacción de descomposición del siguiente compuesto ocurre a 250°C:NH2CO2NH4(s) CO2(g) + 2 NH3(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 calcule la constante de equilibrio Kc y Kp de la reacción.R: 4 x10-6 M3 y 0.32 atm3

6.- La siguiente reacción ocurre en un reactor de 2 litros a 50°C:

2 NO2(g) N2O4(g) Kp = 0.1 atm-1

a) Si inicialmente la presión parcial de NO2 es 2 atm, calcule los moles de cada componente cuando se haya alcanzado el equilibrio y la presión total del sistema.

R: 0.018 mol N2O4 y 0.116 mol de NO2, PT = 1.766 atm

b) Si la presión total del sistema se aumenta a 2 atm, calcule las nuevas presiones parciales en equilibrio.

R: 1.71 atm NO2 y 0.29 atm N2O4

7.- El PCl5 se descompone a altas temperaturas para dar origen a PCl3 y Cl2 gaseosos según:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

a) Inicialmente en un reactor de un litro a 800°C se coloca solamente PCL5 de modo que su presión parcial sea de 1 atmósfera. Cuando se alcanza el equilibrio, se encuentra que la presión parcial del PCl5 es de 0.25 atm. Calcule Kp de la reacción.R: 2.25 atm

b) Si el volumen del reactor se aumenta de modo que la presión total del sistema sea la mitad de la presión total de equilibrio anterior, calcule las nuevas presiones parciales de equilibrio.R: P(PCl3) = P(Cl2) = 0.402 atm y P(PCl5) = 0.071 atm

8.- Considere la siguiente reacción que ocurre al estado líquido:HNO3(l) + C6H6(l) C6H5NO2(l) + H2O(l)

a) Se encuentra que a 25°C, las cantidades en equilibrio en un reactor de 5 litros son: 2.52 g de HNO3, 1.95 g de C6H6, 1.23 g de C6H5NO2 y 1.44 gramos de H2O. Calcule la constante de equilibrio Kc de esta reacción.

R: 0.8

b) Si inicialmente se cargan en un reactor de 10 litros a 25°C, 6.3 gramos de HNO 3, 9.36 gramos de C6H6, 49.2 gramos de C6H5NO2 y 7.2 gramos de H2O, calcule las concentraciones cuando el sistema alcance el equilibrio.

R: [C6H5NO2] = [H2O] = 0.024 M y [HNO3] = 0.026M y [C6H6] = 0.028Mc) Si inicialmente se carga el mismo reactor anterior con 61.5 g de C6H5NO2, 9.0 g de H2O y nada de los otros componentes, calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio.R (consultar con profesor o ayudante)

9.- Considere la siguiente reacción de equilibrio a 250°C:2 CO(g ) + H2(g) HOC2OH(g) Kp = 1.5 atm-2

Si inicialmente un reactor de un litro a 250°C se carga con 1 atm de CO, 2 atm de H 2 y 4 atm de HOC2OH, calcule las presiones parciales de equilibrio. (solución gráfica)

R: 1.128 atm CO; 2.064 atm H2 y 3.936 atm HOC2OH

10.- La siguiente reacción ocurre a 300 K y Kp = 0.25atm-1

H2(g) + N2(g) N2H2(g) H° = -12.5 Kcal

Prediga hacia donde se desplaza el equilibrio si:a) Se disminuye la temperaturab) Se agrega H2

c) Se aumenta la presión totald) Se agrega N2H2.R: a) producto b) producto, c) reactivos y d) reactivos