Ejercicios resueltos de equilibrio químico

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Aplicando la fórmula de Kc:

j Actividades
1. Evalúa el rendimiento de los siguientes equilibrios escribiendo las constantes:
a) 2 O3 (g) → 3 O2 (g)
←

Kc = 2,54 ⋅ 1012

T = 2 000 °C

b) Cl2 (g) → Cl (g) + Cl (g) Kc = 1,4 ⋅ 10−38
←

T = 25 °C

c) CO (g) + H2O (g) →H2 (g) + CO2 (g)
←


Kc = 5,10
T = 800 °C

a) 2 O3 (g) → 3 O2 (g) Kc = 2,54 ⋅ 1012 T = 2 000 oC
←

KC =



[H2 ][ I2 ]

=

2x
=
0,500 - x

( 2x )2
( 0,500 - x )2

= 2 , 54 ⋅ 10

54,3 = 7,37 ⇒ x = 0,393

Por tanto, las concentraciones en el equilibrio son para el HI de
2 ⋅ 0,393 = 0,786 mol L-1 y para el H2 y el I2 = 0,500 - 0,393 = 
= 0,107 mol L-1.

Con losdatos que nos dan, solo podemos contestar con la expresión de la constante de equilibrio, que es:

Por ser tan alto el valor de la constante, deducimos que en el
equilibrio la concentración de O2 es mucho mayor que la de
O3, por lo que el rendimiento de la reacción es muy alto.
b) Cl2 (g) → Cl (g) + Cl (g)
←

Kc = 1,4 ⋅ 10-38

La expresión de la constante es: K C =

[ Cl ]2
[Cl 2 ]

T = 25 oC
= 1 , 4 ⋅ 10-38

Por ser tan bajo el valor de la constante, deducimos que en
el equilibrio la concentración de Cl2 es mucho mayor que la
de Cl monoatómico, por lo que el rendimiento de la reacción
es muy bajo.
c) CO (g) + H2O (g) → H2 (g) + CO2 (g) Kc = 5,10 T = 800 oC
←
La expresión de la constante es: K c =

= 54,3 ⇒

2 HI (g) → H2 (g) + I2 (g), a 450 °C
←12

[ O3 ]2

⇒

[HI ]2

3. ¿Cuál será la constante de equilibrio para la siguiente reacción?

La expresión de la constante es:
[ O2 ]3

Kc =

[CO2 ] [H2 ]
[CO] [H2 O]

Kc =

2. Se coloca una mezcla de 0,500 moles de H2 y 0,500 moles de
I2 en un recipiente de acero inoxidable de 1,0 litros de capacidad a 430 °C. Calcula las concentraciones de H2, I2 y HI
en elequilibrio. La constante de equilibrio para la reacción
H2 + I2 → 2 HI es de 54,3 a esa temperatura.
←
Ya que sabemos la cantidad de moles de los reactivos y el volumen del recipiente, podemos rellenar la tabla de concentraciones de reactivos y producto a lo largo de la reacción.
→ 2 HI (g)
←

[HI ]2

4. Conocidas las constantes de equilibrio a una determinada
temperatura, de lasreacciones:
a) C (s) + CO2 (g) → 2 CO (g)
←

Kp (a) = 1,3 ⋅ 1014

b) COCl2 (g) → CO (g) + Cl2 (g)
←

Kp (b) = 1,66 ⋅ 102

Calcula a la misma temperatura la Kp para la reacción:
C (s) + CO2 (g) + 2 Cl2 (g) → 2 COCl2 (g)
←
La expresión de la constante de equilibrio de presiones para la
reacción que nos dan es:

= 5 ,10

Por ser un valor de la constante intermedio, deducimos que
enel equilibrio las concentraciones de CO2, H2, CO y H2O deben ser similares, por lo que el rendimiento de la reacción es
medio, ligeramente por encima del 50 %, ya que la constante
es mayor que uno.

[H2 ][ I2 ]

Kp =

2
pCOCl2
2
pCO2 pCl2

Si multiplicamos el numerador y el denominador por P2 y recoCO
locamos nos queda:
2
2
2
2
2
pCOCl2 pCO
pCOCl2 pCO
pCOCl
p2
Kp =
=
= 2 22 ⋅ CO =
2
2
2
2
pCO2 pCl2 pCO
pCO2 pCl2 pCO2
pCl2 pCO2
pCO2
=

1
2
K p (2)

⋅ K p (1) =

K p (1)
2
K p (2)

=

1 , 33 ⋅ 1014
= 4 , 83 ⋅ 109
(1 , 66 ⋅ 102 )2

En todo momento hemos ido buscando obtener las ecuaciones
de las constantes Kp(1) y Kp(2).
El valor viene dado porque la reacción química pedida es la combinación de la reacción primera con la inversa de lareacción segunda, con el doble de valor de los coeficientes estequiométricos.
5. Calcula el valor de Kp suponiendo que a 250 °C el valor
de Kc para la reacción de descomposición del tetraóxido de
dinitrógeno N2O4 (g) → 2 NO2 (g) vale 6.
←

H2 (g) +

I2 (g)

0,500

0,500

0

Formado (mol L-1)

0

0

2x

Gastado (mol L-1)

x

x

0

Kp = Kc (R T)∆n ⇒ Kp = 6 ⋅ (0,082 ⋅...