PROBLEMAS
Ecuación en el equilibrio: PCl5 ↔ PCl3 + Cl2
Para resolverlo se calcula la concentración molar de cada gas al encontrarse en un recipiente con 10 litros de volumen.
[PCl5]=8,61 moles/10 l = 8,61 . 10-1 mol/l
[PCl3]= 1,39 moles/10 l =1,39 . 10-1 mol/l
[Cl2] =1,39 moles/10 l = 1,39 . 10-1 mol/l
Escribimos
Ke =[PCl3 ] x [Cl2] / [PCl5]
Sustituimos y resolvemos:
✔ Ke= 2,24 .10-1 📁
6.- La reacción entre el SO2 y el O2 produce SO3 según la siguiente ecuación
2SO2 + O2 ↔ 2SO3
¿Cuál será la concentración de SO3(g) en el equilibrio si la del SO2 es de 0,20 mol/l y la de O2 es 3,00 . 10-1 mol/l. La constante de equilibrio es 30.
Escribimos la expresión de la constante de equilibrio
Ke = [SO3]2 / [SO2]2 . [O2]
Reemplazamos:
30 = x2/ (2,00 . 10-1)2 . 3,00 . 10-1
Resolvemos
30 = x2/ 4,00 . 10-2 . 3,00 . 10-1
30 = x2/1,20 . 10-3
Despejamos
x2 = 3,00 . 10 x 1,20 . 10-3
x2 = 3,60 . 10-3
[N2O3] = 1 - x
[NO] = x
[NO2] = x
5.- En un recipiente de 10 litros a 500 °K, se descompone una muestra de PCl5(g) para producir los gases PCl3 y Cl2. La composicion del sistema al llegar al equilibrio es la siguiente:[PCl5]=8,61 moles ; [PCl3]= 1,39 moles y [Cl2]=1,39 moles. Calcule la constante de equilibrio.
Ecuación en el equilibrio: PCl5 ↔ PCl3 + Cl2
Para resolverlo se calcula la concentración molar de cada gas al encontrarse en un recipiente con 10 litros de volumen.
[PCl5]=8,61 moles/10 l = 8,61 . 10-1 mol/l
[PCl3]= 1,39 moles/10 l =1,39 . 10-1 mol/l
[Cl2] =1,39 moles/10 l = 1,39 . 10-1 mol/l
Escribimos
Ke =[PCl3 ] x [Cl2] / [PCl5]
Sustituimos y resolvemos:
✔ Ke= 2,24 .10-1 📁
6.- La reacción entre el SO2 y el O2 produce SO3 según la siguiente ecuación
2SO2 + O2 ↔ 2SO3
¿Cuál será la concentración de SO3(g) en el equilibrio si la del SO2 es de 0,20 mol/l y la de O2 es 3,00 . 10-1 mol/l. La constante de equilibrio es 30.
Escribimos la expresión de la constante de equilibrio
Ke = [SO3]2 / [SO2]2 . [O2]
Reemplazamos:
30 = x2/ (2,00 . 10-1)2 . 3,00 . 10-1
Resolvemos
30 = x2/1,20 . 10-3
Despejamos
x2 = 3,00 . 10 x 1,20 . 10-3
x2 = 3,60 . 10-3
✔x =6,0 . 10-1 mol/l📁
RESUELVA
7.-Considere un sistema en equilibrio a 1 000 °C que obedece a la siguiente reacción: N2 + H2 ↔ 2NH3
¿Cuál sera la concentración de NH3 en equilibrio si la del N2 es 2 moles/ litro y la del H2 es de 3 moles/ l? La constante de equilibrio para la reacción dada es 2,37 . 10-3
Resp: [ NH3 ] = 0,3577 moles/l
8.- En un recipiente de un litro se descompone un mol de trióxido de nitrógeno, N2O3, a 25°C según la siguiente ecuación;
N2O3 ↔NO(g) + NO2(g)
La constante de equilibrio para esta reacción es Ke= 8,42 . 10-2
Calcule las concentraciones de las especies químicas en el equilibrio.
Resolución.
Escribimos la expresión de Ke para la reacción:
Ke = [NO(g)] x [NO2(g)]/ [N2O3(g)]=8,42 . 10-2
Analizamos la reacción en términos de su equilibrio:
a) Al iniciarse la reacción existe 1 mol de N2O3 y 0 moles de NO y de NO2
b) Al llegar al equilibrio, podemos considerar que se han transformado x moles de N2O3 y por consguiente se habrán formado x moĺes de NO y x moles de NO2; en consecuencia las concentraciones en el equilibrio serán:
RESUELVA
7.-Considere un sistema en equilibrio a 1 000 °C que obedece a la siguiente reacción: N2 + H2 ↔ 2NH3
¿Cuál sera la concentración de NH3 en equilibrio si la del N2 es 2 moles/ litro y la del H2 es de 3 moles/ l? La constante de equilibrio para la reacción dada es 2,37 . 10-3
Resp: [ NH3 ] = 0,3577 moles/l
8.- En un recipiente de un litro se descompone un mol de trióxido de nitrógeno, N2O3, a 25°C según la siguiente ecuación;
N2O3 ↔NO(g) + NO2(g)
La constante de equilibrio para esta reacción es Ke= 8,42 . 10-2
Calcule las concentraciones de las especies químicas en el equilibrio.
Resolución.
Escribimos la expresión de Ke para la reacción:
Ke = [NO(g)] x [NO2(g)]/ [N2O3(g)]=8,42 . 10-2
Analizamos la reacción en términos de su equilibrio:
a) Al iniciarse la reacción existe 1 mol de N2O3 y 0 moles de NO y de NO2
[N2O3] = 1 - x
[NO] = x
[NO2] = x
Sustituimos por estas concentraciones en Ke y despejamos:
x . x / 1-x =8,42 . 10-2
x2 = (1-x) (8,42 . 10-2)
Resolvemos:
x2 = 8,42 . 10-2 - 8,42 . 10-2 x
Ordenamos la ecuación de segundo grado obtenida:
x2 + 8,42 . 10-2 x - 8,42 . 10-2 = 0
Resolvemos y obtenemos:
x1 = 2,51.10-3 y x2 =-33,51. Se descarta x2 por ser negativo
Por tanto, las concentraciones en el equilibrio serán:
[N2O3] = 1 - x = 1 - 2,51.10-3 = 7,50 . 10-1
[NO] = x =2,51.10-3
[NO2] = x = 2,51.10-3
9.- En un recipiente de un (1) litro a 490° C se hacen reaccionar un (1) mol de iodo y un (1) mol de hidrógeno produciéndose cierta cantidad de yoduro de hidrógeno. Si la constante de equilibrio para la reacción H2(g) + I2(g) ↔2HI(g) es de 46, ¿Cuál es la concentración de cada una de las especies químicas en el equilibrio?
9.- En un recipiente de un (1) litro a 490° C se hacen reaccionar un (1) mol de iodo y un (1) mol de hidrógeno produciéndose cierta cantidad de yoduro de hidrógeno. Si la constante de equilibrio para la reacción H2(g) + I2(g) ↔2HI(g) es de 46, ¿Cuál es la concentración de cada una de las especies químicas en el equilibrio?
Resolución
La expresión de equilibrio para la reacción es
Ke = [HI(g)]2/ [H2(g)] . [I2(g)]
La relación estequiométrica que indica la reacción es: un (1) mol de hidrógeno y un (1) mol de iodo producen dos (2) moles de yoduro de hidrógeno. Si consideramos que para llegar al equilibrio se transforman x moles de hidrógeno y x moles de iodo se habrán formado 2x moles de yoduro de hidrógeno, por tanto, las concentraciones en equilibrio serán:
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g)
1-x 1-x 2x
Introducimos estos valores de concentración en la expresión de equilibrio:
Ke = [HI(g)]2/ [H2(g)] . [I2(g)]
Substituimos
46 = (2x)2/ (1-x) (1-x)
Resolvemos
46 = 4x2/ 1-2x + x2
Despejamos:
46 ( 1-2x + x2 ) = 4x2
Resolvemos:
46 - 92x + 46x2 = 4x2
Ordenamos la ecuación de segundo grado:
42x2 - 92x + 46 = 0
Al resolverla obtenemos x = 7,72 .10-1
Por consiguiente, las concentraciones molares en el equilibrio son:
[H2(g)] = 1 - x = 1 - 7,72 .10-1 =2,28 . 10-1
[I2(g)] = 1 - x = 1 - 7,72 .10-1 =2,28 . 10-1
[HI(g)]= 2x =1,544
La relación estequiométrica que indica la reacción es: un (1) mol de hidrógeno y un (1) mol de iodo producen dos (2) moles de yoduro de hidrógeno. Si consideramos que para llegar al equilibrio se transforman x moles de hidrógeno y x moles de iodo se habrán formado 2x moles de yoduro de hidrógeno, por tanto, las concentraciones en equilibrio serán:
H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g)
1-x 1-x 2x
Introducimos estos valores de concentración en la expresión de equilibrio:
Ke = [HI(g)]2/ [H2(g)] . [I2(g)]
Substituimos
46 = (2x)2/ (1-x) (1-x)
Resolvemos
46 = 4x2/ 1-2x + x2
Despejamos:
46 ( 1-2x + x2 ) = 4x2
Resolvemos:
46 - 92x + 46x2 = 4x2
Ordenamos la ecuación de segundo grado:
42x2 - 92x + 46 = 0
Al resolverla obtenemos x = 7,72 .10-1
Por consiguiente, las concentraciones molares en el equilibrio son:
[H2(g)] = 1 - x = 1 - 7,72 .10-1 =2,28 . 10-1
[I2(g)] = 1 - x = 1 - 7,72 .10-1 =2,28 . 10-1
[HI(g)]= 2x =1,544
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