Pregunta 4A
Se introducen 2,50 mol de NOBr en un recipiente de 10,0 L, se calienta a 300 °C y se deja que se alcance el siguiente equilibrio:
2 NOBr (g) ⇆ 2 NO (g) + Br₂ (g)
Se observa que, una vez alcanzado dicho equilibrio, la presión parcial de Br₂ es de 4,85 atm.
Dato. R = 0,0820 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
a) (1 punto) Calcule las presiones parciales de todas las especies en el equilibrio.
b) (0,5 puntos) Determine Kp y Kc.
c) (0,5 puntos) Razone cómo evoluciona el equilibrio si se disminuye el volumen del recipiente.
d) (0,5 puntos) Escriba y justifique la ecuación de velocidad de la reacción directa sabiendo que su constante de velocidad, a una determinada temperatura, es 0,80 L·mol⁻¹·s⁻¹.
Pregunta 4B
La cantidad máxima de fluoruro de magnesio que se puede disolver a 25 °C en 500 mL de agua es de 65,4 mg.
Datos. Masas atómicas (u): H = 1,0; O = 16,0; F = 19,0; Mg = 24,3.
a) (0,5 puntos) Formule el equilibrio de solubilidad del fluoruro de magnesio en agua, detallando el estado de agregación de cada especie.
b) (1 punto) Calcule la solubilidad molar y la constante del producto de solubilidad del fluoruro de magnesio en agua. Considere despreciable el volumen que ocupa el fluoruro de magnesio sólido.
c) (1 punto) Una de las formas de obtención de fluoruro de magnesio es mediante la siguiente reacción: Mg(OH)₂ (s) + 2 HF (ac) → MgF₂ (s) + 2 H₂O (l). Calcule el rendimiento de esta reacción si al reaccionar 180 mg de Mg(OH)₂ con 75 mL de HF 0,10 M, se obtienen 0,16 g de MgF₂.
Pregunta 4B
En un recipiente de 2,50 L se introducen 0,0200 mol de N₂ y 0,0300 mol de H₂. Se eleva la temperatura hasta 400 °C, y la reacción N₂ (g) + 3 H₂ (g) ⇆ 2 NH₃ (g) alcanza el equilibrio, obteniéndose ΔHr < 0 y una concentración de NH₃ (g) de 0,00375 mol·L⁻¹.
Dato. R = 0,0820 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
a) (1 punto) Calcule las presiones parciales de cada sustancia en el equilibrio y la presión total.
b) (0,5 puntos) Obtenga Kp y Kc.
c) (0,5 puntos) Justifique si el rendimiento del proceso aumenta realizándolo a menor temperatura.
d) (0,5 puntos) Razone cómo varía la concentración de N₂ cuando se añade al equilibrio un gas inerte como el Ar a volumen y temperatura constantes.
Se introduce cierta cantidad de COCl₂ en un recipiente de 1,0 L a 500 K y 0,94 atm, produciéndose su descomposición según la reacción: COCl₂ (g) ⇆ CO (g) + Cl₂ (g). Sabiendo que a dicha temperatura el valor de Kp es 0,19, calcule:
Dato. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
a) (0,5 puntos) La concentración molar inicial de COCl₂.
b) (0,75 puntos) Las concentraciones molares de cada especie en el equilibrio.
c) (0,75 puntos) La presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio.
Una muestra que está contaminada con 8,3·10⁻⁴ mg·L⁻¹ de Cd²⁺, se hace reaccionar con un hidróxido para eliminar parte del Cd²⁺, precipitándolo en forma de hidróxido de cadmio.
Datos. Ks (hidróxido de cadmio) = 1,2·10⁻¹⁴; masa atómica (u): Cd = 112,4.
a) (0,75 puntos) Formule el equilibrio de solubilidad del hidróxido de cadmio en agua, detallando el estado de agregación de cada especie. Escriba la expresión de la Ks.
b) (0,75 puntos) Calcule el pH mínimo necesario para que se inicie la precipitación del hidróxido.
c) (0,5 puntos) Tras la precipitación de cierta cantidad de hidróxido de cadmio, se añade cloruro de cadmio a la disolución. Razone qué efecto tiene lugar y cómo afecta a la solubilidad del hidróxido.
La síntesis industrial del metanol viene dada por: CO (g) + 2 H₂ (g) ⇆ CH₃OH (g). La reacción tiene lugar en un recipiente de 5,0 L y a 510 ºC se alcanza el equilibrio, obteniéndose 0,78 mol de metanol.
Datos. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹. Entalpías de formación estándar a 25 ºC (kJ·mol⁻¹): CO (g) = –110,5; CH₃OH (g) = –238,7.
Calcule:
a) (0,75 puntos) Las concentraciones de cada especie en el equilibrio, si se ha partido de 1,0 mol de CO y 2,0 mol de H₂.
b) (0,75 puntos) Las constantes de equilibrio, Kc y Kp.
c) (0,5 puntos) La entalpía de reacción estándar (suponer constante a cualquier temperatura).
Se mezclan 10 mL de cloruro de bario 0,10 M con 40 mL de sulfato de sodio 0,10 M.
Datos. Ks (BaSO₄) = 1,5·10⁻⁹. Masas atómicas (u): O = 16,0; S = 32,0.
a) (0,75 puntos) Escriba la ecuación de la reacción entre ambas sales y la del equilibrio de solubilidad de la sal precipitante, detallando el estado de todas las especies. Calcule si precipitará sulfato de bario. Suponga volúmenes aditivos.
b) (0,75 puntos) Calcule la concentración, en g·mL⁻¹, de SO₄²⁻, una vez alcanzado el equilibrio de precipitación.
c) (0,5 puntos) Razone cómo varía la solubilidad de una disolución saturada de sulfato de bario en agua, si se le adicionan unas gotas de disolución acuosa diluida de ácido sulfúrico.
El pH de una disolución saturada de Ca(OH)₂ en agua pura, a una cierta temperatura, es 9,36.
a) (0,5 puntos) Escriba el equilibrio de solubilidad ajustado, detallando el estado de todas las especies.
b) (1 punto) Calcule la solubilidad molar del hidróxido de calcio y su producto de solubilidad.
c) (0,5 puntos) Si sobre la disolución saturada de Ca(OH)₂ en agua pura se adiciona nitrato de calcio, razone el efecto que produce sobre el equilibrio, la solubilidad y la cantidad de Ca(OH)₂.
En un matraz de 3,00 L se introducen 4,38 g de C₂H₆. Se calienta a 627 ºC y se da el proceso: C₂H₆ (g) ⇆ C₂H₄ (g) + H₂ (g), cuya Kp vale 0,050.
Datos. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹. Masas atómicas (u): H = 1,0; C = 12,0.
Calcule:
a) (0,5 puntos) La presión inicial de C₂H₆.
b) (0,5 puntos) El valor de Kc.
c) (1 punto) Las concentraciones de todos los gases en el equilibrio.
Responda a las siguientes cuestiones:
Datos. Ks (fluoruro de magnesio) = 5,2·10⁻¹¹; masas atómicas (u): F = 19,0; Mg = 24,3.
a) (0,5 puntos) Formule el equilibrio de solubilidad del fluoruro de magnesio, indicando el estado de cada especie. Escriba la expresión para Ks en función de la solubilidad.
b) (0,5 puntos) Determine el valor de la solubilidad del fluoruro de magnesio en mol·L⁻¹ y en g·L⁻¹.
c) (0,5 puntos) Determine la concentración de ion fluoruro en una disolución saturada de fluoruro de magnesio.
d) (0,5 puntos) Justifique cómo varía la solubilidad del fluoruro de magnesio al añadirle un exceso de ácido fluorhídrico.
Cuando se calientan 0,20 mol de HCONH₂ a 127 ºC en un reactor de 5,0 L, tiene lugar la siguiente reacción:
HCONH₂ (g) ⇆ NH₃ (g) + CO (g) (ΔH = +29,4 kJ·mol⁻¹)
alcanzándose en el equilibrio una presión total de 1,6 atm.
Dato. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
a) (0,75 puntos) Calcule las concentraciones de cada especie en el equilibrio.
b) (0,75 puntos) Calcule Kc, Kp y la fracción molar del reactivo que queda sin descomponer.
c) (0,5 puntos) Justifique lo que ocurrirá en el equilibrio al aumentar la temperatura.
Sobre una disolución que contiene iones Hg²⁺ 0,010 M y Ag⁺ 0,020 M se va añadiendo gota a gota otra disolución con iones IO₃⁻. Considere que la adición de las gotas de IO₃⁻ no produce cambio de volumen.
Datos. Ks (Hg(IO₃)₂) = 2,0×10⁻¹⁹; Ks (AgIO₃) = 3,0×10⁻⁸.
a) (0,5 puntos) Escriba los equilibrios de solubilidad ajustados de las dos sales de IO₃⁻, detallando el estado de todas las especies.
b) (1 punto) Escriba la expresión de Ks en función de la solubilidad y calcule la solubilidad molar de Hg(IO₃)₂ y AgIO₃.
c) (0,5 puntos) ¿Cómo varía la solubilidad de los yodatos de mercurio y plata al añadir un exceso de yodato a la disolución?
El compuesto NOBr (g) descompone según la reacción:
2 NOBr (g) ⇆ 2 NO (g) + Br₂ (g) (ΔH = +16,3 kJ/mol)
En un matraz de 1,0 L se introducen 2,0 mol de NOBr. Cuando se alcanza el equilibrio a 25 ºC, se observa que se han formado 0,050 mol de Br₂. Calcule:
Dato. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
a) (0,5 puntos) Las concentraciones de cada especie en el equilibrio.
b) (0,5 puntos) Kc y Kp.
c) (0,5 puntos) La presión total.
d) (0,5 puntos) Justifique dos formas de favorecer la descomposición del NOBr.
En un reactor se introducen 0,46 mol de N₂ y 0,77 mol de H₂. Cuando se alcanza el equilibrio a 800 K: N₂ (g) + 3 H₂ (g) ⇆ 2 NH₃ (g) (ΔH = −107,2 kJ), se han formado 0,012 mol de amoníaco y la presión total del recipiente es 13,1 atm.
Dato. R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹.
a) (1 punto) Calcule el valor de Kc.
b) (0,5 puntos) Determine el valor de Kp.
c) (0,5 puntos) Razone cómo se modificará el rendimiento de la reacción si se realiza a 1200 K.
Se mezclan 0,200 L de disolución de nitrato de bario 0,100 M con 0,100 L de disolución de fluoruro de potasio 0,400 M. Considere los volúmenes aditivos.
Dato. Ks (fluoruro de bario) = 1,0×10⁻⁶.
a) (0,5 puntos) Escriba el equilibrio de solubilidad que tiene lugar, detallando el estado de todas las especies.
b) (1 punto) Justifique numéricamente la precipitación del fluoruro de bario.
c) (0,5 puntos) Explique si aumenta, disminuye o no varía la solubilidad del fluoruro de bario cuando se le añade una disolución de ácido fluorhídrico.
En un reactor de 25,00 L a 440 ºC, se introducen 5,00 mol de hidrógeno y 2,00 mol de nitrógeno, obteniendo 50,0 g de NH₃ (g) cuando se alcanza el equilibrio 3 H₂ (g) + N₂ (g) ⇆ 2 NH₃ (g).
Datos. R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹. Masas atómicas: H = 1,0; N = 14,0.
a) (0,5 puntos) Exprese el número de moles en equilibrio de los reactivos y del producto, en función de x (cambio de concentración en mol), y calcule sus valores.
b) (0,75 puntos) Obtenga Kc y Kp.
c) (0,75 puntos) Razone cómo se modifica el equilibrio si la reacción transcurre a la misma temperatura, pero aumenta la presión total.
En un recipiente de 1,0 L a 300 ºC se introducen 5,0 g de PCl₅. La presión final cuando se alcanza el equilibrio PCl₅ (g) ⇆ PCl₃ (g) + Cl₂ (g) es de 2,0 atm.
Datos. R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹. Masas atómicas: P = 31,0; Cl = 35,5.
a) (0,75 puntos) Calcule el grado de disociación del PCl₅.
b) (0,5 puntos) Determine la presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio.
c) (0,75 puntos) Calcule Kc y Kp.