taller resuelto equilibrio quimico 3

7/28/2019 Taller Resuelto Equilibrio Quimico 3

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QUMICAde

2 de BACHILLERATO

EL EQUILIBRIOQUMICO

PROBLEMAS RESUELTOS

QUE HAN SIDO PROPUESTOS EN LOS EXMENES DELAS PRUEBAS DE ACCESO A ESTUDIOS UNIVERSITARIOS

EN LA COMUNIDAD DE MADRID(1996 2010)

VOLUMEN II

DOMINGO A. GARCA FERNNDEZDEPARTAMENTO DE FSICA Y QUMICA

I.E.S. EMILIO CASTELARMADRID


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Estos volmenes I y II comprenden 32 problemas resueltos deEQUILIBRIO QUMICO que han sido propuestos en 32 exmenes de Qumica delas Pruebas de acceso a estudios universitarios en la Comunidad de Madrid entrelos aos 1996 y 2010, en las siguientes convocatorias:

AOE X A M E N

Modelo JUNIO SEPTIEMBRE

1996 1 1

1997 1 11998 1

1999 1

2000 1 1 1

2001 1 1

2002 1 1

2003 1 1 1

2004 1 1

2005 1 1 1

2006 1 1

2007 1 1 1

2008 1

2009 1 1 1

2010Fase General

11

Fase Especfica

Para poder acceder directamente a la resolucin de un ejercicio hay que colocarseen la fecha que aparece despus de su enunciado y, una vez all, pulsar: CTRL + CLICcon el ratn.

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ENUNCIADOS

VOLUMEN I1 En un reactor de 1 L, a temperatura constante, se establece el equilibrio:

NO2 (g) + SO2 (g) NO (g) + SO3 (g)

siendo las concentraciones en el equilibrio: [NO2] = 0,2 molL1, [SO2] = 0,6 molL1,[NO] = 4,0 molL1 y [SO3] = 1,2 molL1 .a) Calcule el valor de la constante Kc a esa temperatura.

b) Si se aaden 0,4 moles de NO2, cul ser la nueva concentracin de reactivos yproductos cuando se restablezca de nuevo el equilibrio?.

Septiembre 2004

2 Para la reaccin:

NO2 (g) + SO2 (g) NO (g) + SO3 (g)

a 350 K las concentraciones en el equilibrio son: [NO2] = 0,2 molL1, [SO2] = 0,6 molL1 ,[NO] = 4,0 molL1 y [SO3] = 1,2 molL1 .a) Calcule el valor de las constantes de equilibrio: Kc y Kp.

b) Calcule las nuevas concentraciones en el equilibrio si a la mezcla anterior, contenidaen un recipiente de 1 litro, se le aade 1 mol de SO2 manteniendo la temperaturaa 350 K.

Modelo 2003

3 Se introducen en un recipiente de 3 L, en el que previamente se ha hecho el vaco,0,04 moles de SO3 a 900 K. Una vez alcanzado el equilibrio se encuentra que hay presentes0,028 moles de SO3.a) Calcule, a dicha temperatura, el valor de Kc para la reaccin:

2 SO3 (g) 2 SO2 (g) + O2 (g) .

b) Calcule, a dicha temperatura, el valor de Kp para dicha disociacin.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Modelo 2006

4 La reaccin:

CO (g) + H2O (g) H2 (g) + CO2 (g)

tiene una constante Kc de 8,25 a 900 C.

En un recipiente de 25 litros se mezclan 10 moles de CO y 5 moles de H2O a 900 C.Calcule en el equilibrio:a) las concentraciones de todos los compuestos;

b) la presin total de la mezcla.

Dato: R = 0,082 atmLmol1

K1

. Septiembre 1999


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Ejercicios de acceso a la Universidad Problemas de Equilibrio qumico

5 Para la reaccin:N2 (g) + O2(g)

2 NO (g)

el valor de la constante de equilibrio Kc es 8,8 x 104 a 1.930 C. Si se introducen 2 molesde N2 y 1 mol de O2 en un recipiente vaco de 2 L y se calienta hasta 1.930 C, calcule:a) la concentracin de cada una de las especies en equilibrio;

b) la presin parcial de cada especie y el valor de la constante de equilibrio Kp.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Septiembre 2005

6 La constante de equilibrio Kc para la reaccin:

N2 (g) + O2(g) 2 NO (g)

vale 8,8 x 104, a 2.200 K.a) Si 2 moles de N2 y 1 mol de O2 se introducen en un recipiente de 2 L y se calienta a

2.200 K, calcule los moles de cada especie qumica en el equilibrio.b) Calcule las nuevas concentraciones que se alcanzan en el equilibrio si se aade

al recipiente anterior 1 mol de O2.Septiembre 2002

7 Se introducen 0,1 moles de SbCl5 en un recipiente de 1 litro, se calientan a 182 C yse produce su disociacin:

SbCl5 (g) SbCl3 (g) + Cl2 (g)

quedando, cuando se alcanza el equilibrio, 0,087 moles de SbCl5. Calcule:a) La constante de equilibrio Kc.

b) Las concentraciones de los componentes en el equilibrio, si se aumenta el volumende 1 a 3 litros, manteniendo la temperatura constante.

c) La presin total de la mezcla en las condiciones finales del apartado b).Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Septiembre 2000

8 Considere la reaccin:

CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g) .

Al mezclar inicialmente 49,3 moles de CO2 y 50,7 moles de H2, a la temperatura de1.000 K, se encuentra una composicin en el equilibrio de 21,4 moles de CO2, 22,8 moles deH2, 27,9 moles de CO y 27,9 moles de H2O.a) Determine el valor de Kc.

b) Calcule la composicin de la mezcla en el equilibrio cuando se parte inicialmentede 60 moles de CO2 y 40 moles de H2 en las mismas condiciones.

Septiembre 2001

9 A 250 C la constante de equilibrio para la disociacin del pentacloruro de fsforo entricloruro de fsforo y cloro, todo en estado gaseoso, vale: Kc = 0,041. Si en un matraz dedos litros se introduce un mol de pentacloruro de fsforo y se calienta a 250 C, calcule:


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a) la cantidad de pentacloruro de fsforo que permanece sin disociar, una vezestablecido el equilibrio;

b) la presin total en el interior del matraz en las condiciones de equilibrio.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Modelo 2001

Pgina 4Ejercicios de acceso a la Universidad Problemas de Equilibrio qumico

10 El pentacloruro de fsforo se descompone con la temperatura dando tricloruro de fsforo ycloro. Se introducen 20,85 g de pentacloruro de fsforo en un recipiente cerrado de 1 L yse calientan a 250 C hasta alcanzar el equilibrio. A esa temperatura todas las especiesse encuentran en estado gaseoso y la constante de equilibrio Kc vale 0,044.a) Formule y ajuste la reaccin qumica que tiene lugar.

b) Obtenga la concentracin en molL1 de cada una de las especies de la mezclagaseosa a esa temperatura.

c) Cul ser la presin en el interior del recipiente?.d) Obtenga la presin parcial de Cl2.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): P = 31,0 , Cl = 35,5 .

Junio 2009

11 El equilibrio:

PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)

se alcanza calentando 3 gramos de pentacloruro de fsforo hasta 300 C en un recipiente demedio litro, siendo la presin final de 2 atm. Calcule:a) el grado de disociacin del pentacloruro de fsforo;

b) el valor de Kp a dicha temperatura.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): P = 31,0 , Cl = 35,5 .Junio 2003

12 En un recipiente cerrado, a la temperatura de 490 K, se introduce 1 mol de PCl5 (g) quese descompone parcialmente segn la reaccin:

PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g) .

Cuando se alcanza el equilibrio la presin es de 1 atm y la mezcla es equimolecular(igual nmero de moles de PCl5, PCl3 y Cl2).a) Determine el valor de la constante de equilibrio Kp a dicha temperatura.

b) Si la mezcla se comprime hasta 10 atm, calcule la nueva composicin de equilibrio.Modelo 2005

13 A 200 C y presin de 1 atmsfera el PCl5 se disocia en PCl3 y Cl2, en un 48,5 %. Calcule:a) Kc y Kp.

b) El grado de disociacin a la misma temperatura pero a 10 atmsferas de presin.c) Explique en funcin de Principio de Le Chtelier si el resultado obtenido en b)

le parece correcto.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): P = 30,97 , Cl = 35,5 .

Septiembre 1997

14 El yoduro de hidrgeno se descompone a 400 C de acuerdo con la ecuacin:

2 HI (g) H2 (g) + I2 (g)


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siendo el valor de Kc = 0,0156. Una muestra de 0,6 moles de HI se introduce en un matrazde 1 L y parte del HI se descompone hasta que el sistema alcanza el equilibrio.a) Cul es la concentracin de cada especie en el equilibrio?.

b) Calcule Kp.c) Calcule la presin total en el equilibrio.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Junio 2004

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15 El valor de la constante de equilibrio a 700 K para la reaccin:

2 HI (g) H2 (g) + I2 (g)

es 0,0183. Si se introducen 3,0 moles de HI en un recipiente de 5 L que estaba vaco yse deja alcanzar el equilibrio:

a) Cuntos moles de I2 se forman?.b) Cul es la presin total?.c) Cul ser la concentracin de HI en el equilibrio si a la misma temperatura

se aumenta el volumen al doble?.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Septiembre 2008

16 Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 3,5 moles de hidrgeno y 2,5 moles deyodo se calienta a 400 C con lo que al alcanzar el equilibrio se obtienen 4,5 moles de HI,siendo el volumen del recipiente de reaccin de 10 litros. Calcule:

a) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp.b) La concentracin de los compuestos si el volumen se reduce a la mitad manteniendo

constante la temperatura de 400 C.Junio 1998


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VOLUMEN II

17 El fosgeno, COCl2, usado en la preparacin del poliuretano, se obtiene a partir del:

CO (g) + Cl2 (g) COCl2 (g) .

Una mezcla en equilibrio a 395 C contiene 0,01 moles de CO y 0,02 moles de Cl 2por litro, as como cierta cantidad de COCl2.a) Si la K c de formacin del fosgeno a 395 C vale 1,23 x 103, cul es la concentracin

de COCl2?.b) Calcule el valor de Kp de la reaccin anterior a esa temperatura.c) Cunto valdr la constante Kc de disociacin del fosgeno a esa temperatura?.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Septiembre 1996

18 Se introducen 2 moles de COBr2 en un recipiente de 2 L y se calienta hasta 73 C. El valorde la constante Kc, a esa temperatura, para el equilibrio:

COBr2 (g) CO (g) + Br2 (g)

es 0,09. Calcule en dichas condiciones:a) El nmero de moles de las tres sustancias en el equilibrio.

b) La presin total del sistema.c) El valor de la constante Kp.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Junio 2005

19 En un recipiente de 25 L se introducen dos moles de hidrogeno, un mol de nitrgenoy 3,2 moles de amonaco. Cuando se alcanza el equilibrio a 400 C el nmero de moles deamonaco se ha reducido a 1,8. Para la reaccin:

3 H2 (g) + N2 (g) 2 NH3 (g)

calcule:a) el nmero de moles de H2 y de N2 en el equilibrio;

b) los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp a 400 C.

Dato: R = 0,082 atmLmol

1

K

1

. Septiembre 2 007


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20 Conocido el valor de Kc para el equilibrio:

3 H2 (g) + N2 (g) 2 NH3 (g) Kc = 783

calcule a la misma temperatura el valor de la constante de equilibrio de las siguientesreacciones:

2

1N2 (g) +

2

3H2 (g)

NH3 (g) Kc (a)

2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g) Kc (b) .

Junio 1996

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21 Una mezcla de 2 moles de N2 y 6 moles de H2 se calienta hasta 700 C en un reactorde 100 L, establecindose el equilibrio:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) .

En estas condiciones se forman 48,28 g de amonaco en el reactor. Calcule:a) La cantidad de gramos de N2 y H2 en el equilibrio.

b) La constante de equilibrio Kc.c) La presin total en el reactor cuando se ha alcanzado el equilibrio.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): H = 1 , N = 14.

Modelo 2010

22 En un recipiente de 0,4 L se introducen 1 mol de N2 y 3 moles de H2 a la temperatura

de 780 K. Cuando se establece el equilibrio para la reaccin:N2 (g) + 3 H2 (g)

2 NH3 (g)

se tiene una mezcla con un 28 % en mol de NH3. Determine.a) El nmero de moles de cada componente en el equilibrio.

b) La presin final del sistema.c) El valor de la constante de equilibrio Kp.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Junio 2006

23 En el proceso Haber-Bosch se sintetiza amonaco haciendo pasar corrientes de nitrgenoe hidrgeno en proporciones 1:3 (estequiomtricas) sobre un catalizador. Cuando dicho

proceso se realiza a 500 C y 400 atm se consume el 43 % de los reactivos, siendo el valorde la constante de equilibrio: Kp = 1,55 x 105. Determine, en las condiciones anteriores:a) El volumen de hidrgeno necesario para la obtencin de una tonelada de

amonaco puro.b) La fraccin molar de amonaco obtenido.c) La presin total necesaria para que se consuma el 60 % de los reactivos.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): H = 1 , N = 14.

Septiembre 2009

24 A 400 C y 1 atmsfera de presin el amonaco se encuentra disociado en un 40 % ennitrgeno e hidrgeno gaseosos, segn la reaccin:


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NH3 (g)

2

3H2 (g) +

2

1N2 (g) .

Calcule:a) La presin parcial de cada uno de los gases en el equilibrio.

b) El volumen de la mezcla si se parte de 170 g de amonaco.c) El valor de la constante Kp.

d) El valor de la constante Kc.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): H = 1 , N = 14.Modelo 2007

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25 A 400 C y 10 atmsferas el amonaco contenido en un recipiente se encuentra disociado en

sus elementos en un 80 %. Calcule:a) El valor de la presin en el recipiente si la disociacin fuese del 50 %, sin variarel volumen ni la temperatura.

b) La temperatura que debera alcanzar el recipiente para que la disociacin volvieraa ser del 80 %, sin variar el volumen ni la presin aplicada en a).

Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .Modelo 2000

26 Un recipiente de 37,5 L, que se encuentra a 343 K y 6 atm, contiene una mezclaen equilibrio con el mismo nmero de moles de NO2 y N2O4, segn la reaccin:

2 NO2 (g)

N2O4 (g) .Determinar:a) El nmero de moles de cada componente en el equilibrio.

b) El valor de la constante de equilibrio Kp.c) La fraccin molar de cada uno de los componentes de la mezcla, si la presin

se reduce a la mitad.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Modelo 2009

27 En un recipiente cerrado de volumen constante igual a 22 L y a temperatura de 305 Kse introduce 1 mol de N2O4 (g). Este gas se descompone parcialmente segn la reaccin:

N2O4 (g) 2 NO2 (g)

cuya constante de equilibrio Kp vale 0,249 a dicha temperatura.a) Calcule el valor de la constante de equilibrio Kc.

b) Determine las fracciones molares de los componentes de la mezcla en el equilibrio.c) Cul es la presin total cuando se ha alcanzado el equilibrio?.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Septiembre 2003

28 En un reactor se introducen 5 moles de tetraxido de dinitrgeno gaseoso, que tiene enel recipiente una densidad de 2,3 gL1. Este compuesto se descompone segn la reaccin:

N2O4 (g) 2 NO2 (g), y en el equilibrio a 325 K la presin es 1 atm. Determine en

estas condiciones:


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a) El volumen del reactor.b) El nmero de moles de cada componente en el equilibrio.c) El valor de la constante de equilibrio Kp.d) El valor de la constante de equilibrio Kc.Datos: R = 0,082 atmLmol1K1 ; masas atmicas (u): N = 14 , O = 16 .

Junio 2010 (Fase General)

29 La constante de equilibrio de la reaccin:

N2O4 (g) 2 NO2 (g)

vale 0,671 a 45 C. Calcule la presin total en el equilibrio en un recipiente que se ha llenadocon N2O4 a 10 atmsferas y a dicha temperatura.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Junio 1997

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30 Considere la reaccin:

N2O4 (g) 2 NO2 (g) .

Calcule:a) Kp, a 25 C y 1 atm, si el compuesto N2O4 est disociado en un 50 %.

b) H de la reaccin, sabiendo que las entalpas de formacin de NO2 y N2O4 son:50,16 kJmol1 y 96,14 kJmol1, respectivamente.

Modelo 2002

31 El N2O4 gas se descompone parcialmente a 45 C para dar NO2 gas. En un recipiente vaco,de un litro de capacidad, a 45 C se introducen 0,1 moles de N2O4, alcanzndose enel equilibrio una presin de 3,18 atmsferas. Calcule:a) Las constantes de equilibrio en funcin de las presiones y de las concentraciones.

b) El grado de disociacin del N2O4.Dato: R = 0,082 atmLmol1K1 .

Junio 2000

32 A temperatura elevada un mol de etano se mezcla con un mol de vapor de cido ntrico,

que reaccionan para formar nitroetano (CH3CH2NO2) gas y vapor de agua.A esa temperatura, la constante de equilibrio de dicha reaccin es: Kc = 0,050.a) Formule la reaccin que tiene lugar.

b) Calcule la masa de nitroetano que se forma.c) Calcule la entalpa molar estndar de la reaccin.d) Determine el calor que se desprende o absorbe hasta alcanzar el equilibrio.Datos: Masas atmicas (u): H = 1 , C = 12 , N = 14 , O = 16.

Etano (g) cido ntrico (g) Nitroetano (g) Agua (g)0

fH (kJmol1) 124,6 164,5 236,2 285,8

Junio 2007


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PROBLEMAS RESUELTOSVOLUMEN II


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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de septiembre de 1996 Opcin A Problema 1

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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de junio de 2005 Opcin B Problema 2

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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de septiembre de 2007 Opcin B Problema 1

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Ejercicios de acceso a la Universidad Modelo de examen para 2010 Opcin B Problema 1

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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de junio de 2010 (Fase General) Opcin A Problema 2

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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de junio de 2010 (Fase General) Opcin A Problema 2

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Ejercicios de acceso a la Universidad Examen de junio de 1997 Opcin A Problema 1

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Ejercicios de acceso a la Universidad Modelo de examen para 2002 Opcin A Problema 2

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Ejercicios de acceso a la Universidad Modelo de examen para 2002 Opcin A Problema 2

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