Problemas del tema 6

1. TEMA 6.- EQUILIBRIO QUÍMICO
EXPRESIONES DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO:
1. Escribe las expresiones para KC y KP según sea el caso, para las siguientes
reacciones reversibles en equilibrio:
2. Se ha estudiado el siguiente proceso en equilibrio a 230 ºC:
En un experimento se encontró que las concentraciones de equilibrio de las
especies reactivas son [NO] = 0,0542 M, [O2] = 0,127 M y [NO2] = 15,5 M.
Calcula la constante de equilibrio (KC) de la reacción a esta temperatura.
3. La constante de equilibrio KP obtenida para la descomposición del
pentacloruro de fósforo en tricloruro de fósforo y cloro molecular
es de 1,05 a 250 ºC. Si las presiones parciales en el equilibrio de PCl5 y PCl3
son de 0,875 atm y 0,463 atm, respectivamente, ¿cuál es la presión parcial de
equilibrio del Cl2 a esta temperatura?
4. El metanol (CH3OH) se elabora industrialmente mediante la reacción
La constante de equilibrio (KC) para la reacción es de 10,5 a 220 ºC. ¿Cuál es
el valor de KP a esta temperatura?

2. 5. Escribe las expresiones de las constantes de equilibrio KC y KP que
correspondan a cada uno de los siguientes sistemas heterogéneos:
6. En el siguiente equilibrio heterogéneo
La presión de CO2 es de 0,236 atm a 800 ºC. Calcula: a) KP y b) KC para la
reacción a esta temperatura.
7. Considera el siguiente equilibrio a 395 K:
La presión parcial de cada gas es de 0,265 atm. Calcula las magnitudes de KP y
KC para la reacción.
8. Al principio de una reacción hay 0,249 moles de N2, 3,21·10-2
moles de H2 y
6,42·10-4
moles de NH3 en un matraz de 3,50 L a 375 ºC. Si la constante de
equilibrio (KC) para la reacción
es de 1,2 a esta temperatura, determina si el sistema está en equilibrio. Si no
es así, predice la dirección de la reacción neta.

3. 9. La constante de equilibrio (KC) para la formación de cloruro de nitrosilo, un
compuesto de color amarillo naranja, a partir de óxido nítrico y cloro molecular
tiene un valor de 6,5·104
a 35 ºC. En un experimento se mezclan 2,0·10-2
moles de NO, 8,3·10-3
moles de Cl2 y 6,8 moles de NOCl en un matraz de 2,0
L. ¿En qué dirección el sistema alcanzará el equilibrio?
10. Una mezcla de 0,500 moles de H2 y 0,500 moles de I2 se coloca en un
recipiente de acero inoxidable de 1,00 L a 430 ºC. La constante de equilibrio KC
para la reacción
es de 54,3 a esta temperatura. Calcula las concentraciones de H2, I2 y HI en el
equilibrio.
11. Supón que las concentraciones iniciales de H2, I2 y HI son de 0,00623 M,
0,00414 M y 0,0224 M, respectivamente, para la misma reacción y
temperatura descritas en el ejercicio anterior. Calcula las concentraciones en el
equilibrio de estas especies.
12. A 1280 ºC la constante de equilibrio KC para la reacción
es de 1,1·10-3
. Si las concentraciones iniciales son [Br2] = 6,3·10-2
M y [Br] =
1,2·10-2
M, calcula las concentraciones de estas especies en el equilibrio.

4. 13. Considera el siguiente proceso de equilibrio a 700 ºC:
Un análisis muestra que hay 2,50 moles de H2, 1,35·10-5
moles de S2, y 8,70
moles de H2S contenidos en un matraz de 12,0 L. Calcula la constante de
equilibrio KC de la reacción.
14. En equilibrio, la presión de la mezcla de reacción
es de 0,105 atm a 350 ºC. Calcula KP y KC para esta reacción.
15. El carbamato de amonio, NH4CO2NH2, se descompone según la reacción:
Comenzando únicamente con el sólido, se encuentra que a 40 ºC la presión
total de los gases (NH3 y CO2) es de 0,363 atm. Calcula la constante de
equilibrio KP.
16. Se colocan 3,00·10-2
moles de fosgeno gaseoso puro (COCl2) en un
recipiente de 1,50 L; éste se calienta a 800 K y se encuentra que la presión de
CO en equilibrio es de 0,497 atm. Calcula la constante de equilibrio KP de la
reacción
17. En un reactor de 1,50 L a 400 ºC inicialmente había 2,50 moles de NOCl.
Una vez que se alcanza el equilibrio, se encuentra que se disoció 28,0% de
NOCl:
Calcula la constante de equilibrio KC de la reacción.

5. 18. La disociación del yodo molecular en átomos de yodo se representa como
A 1000 K, la constante de equilibrio KC para la reacción es de 3,80·10-5
. Supón
que se inicia con 0,0456 moles de I2 en un matraz de 2,30 L a 1000 K. ¿Cuáles
son las concentraciones de los gases en el equilibrio?
19. Considera el siguiente proceso en equilibrio a 686 ºC:
Las concentraciones en el equilibrio de las especies reactivas son: [CO] =
0,050 M, [H2] = 0,045 M, [CO2] = 0,086 M y [H2O] = 0,040 M. a) Calcula KC
para la reacción a 686 ºC. b) Si se añadiera CO2 para aumentar su
concentración a 0,50 mol/L, ¿cuáles serían las concentraciones de todos los
gases una vez que se hubiera restablecido el equilibrio?

6. FACTORES QUE ALTERAN EL EQUILIBRIO QUÍMICO:
20. A 720 ºC, la constante de equilibrio KC para la reacción
es de 2,37·10-3
. En cierto experimento, las concentraciones de equilibrio son:
[N2] = 0,683 M, [H2] = 8,80 M y [NH3] = 1,05 M. Supón que se añade cierta
cantidad de NH3 a la mezcla de modo que su concentración aumenta a 3,65 M.
a) Utiliza el principio de Le Châtelier para predecir en qué dirección se
desplazará la reacción neta para alcanzar un nuevo equilibrio. b) Confirma la
predicción calculando el cociente de reacción QC y comparando su valor con el
de KC.
21. A 430 ºC, la constante de equilibrio (KP) para la reacción
es de 1,5·105
. En un experimento, las presiones iniciales de NO, O2 y NO2 son
de 2,1·10-3
atm, 1,1·10-2
atm y 0,14 atm, respectivamente. Calcula QP y
predice en qué dirección se desplazará la reacción neta para alcanzar el
equilibrio.
22. Al calentar bicarbonato de sodio sólido en un recipiente cerrado se
establece el siguiente equilibrio:
¿Qué le pasaría a la posición de equilibrio si a) un poco de CO2 se retirara del
sistema; b) un poco de Na2CO3 sólido se agregase al sistema; c) un poco de
NaHCO3 sólido se retirase del sistema? La temperatura permanece constante.

7. 23. Considera el siguiente proceso de equilibrio:
Pronostica la dirección en que se desplaza el equilibrio cuando a) la
temperatura se eleva; b) se agrega más cloro gaseoso a la mezcla de reacción;
c) se retira algo de PCl3 de la mezcla; d) la presión del gas se incrementa; e)
se agrega un catalizador a la mezcla de reacción.
24. En la reacción no catalizada
las presiones de los gases en el equilibrio son P(N2O4) = 0,377 atm y P(NO2) =
1,56 atm a 100 ºC. ¿Qué le pasaría a estas presiones si se agregara un
catalizador a la mezcla?
25. Considera la siguiente reacción en equilibrio en un recipiente cerrado:
¿Qué pasaría si en la mezcla: a) se aumentara el volumen; b) se agregara algo
de CaO; c) se quitara algo de CaCO3; d) se agregara algo de CO2; e) se
añadieran unas gotas de disolución de NaOH; f) se añadieran unas gotas de
una disolución de HCl (ignora la reacción entre el CO2 y el agua); g) se
aumentara la temperatura?