ciencias

I.E.S. Al-Ándalus. Dpto de Física y Química. Curso 2004/05

Química 2º Bachillerato

ALGUNOS PROBLEMAS RESUELTOS: TEMA 2: CINÉTICA Y EQUILIBRIO QUÍMICOS.
Apdo 2.8:
4.- Cuando reacciona hidrógeno gaseoso con yodo gaseoso en un recipiente cerrado, y calentamos a una
determinada temperatura, se establece el siguiente equilibrio:
I2 (g) + H2 (g) ' 2 HI (g)
una vez analizado éste, sabemos quehay 0,3 moles de yoduro de hidrógeno presentes, en
equilibrio con 0,8 moles de hidrógeno y 0,8 moles de yodo. Calcula la constante de equilibrio
Kc, a esa temperatura, si el volumen de recipiente es de 0,5 litros.
La expresión de la constante de equilibrio en función de las concentraciones viene dada por la ley de acción de
masas, que en el caso de la reacción I2 (g) + H2 (g) ' 2 HI (g)quedará

[HI ]eq2
KC =
[H 2 ]eq ⋅ [I 2 ]eq

=

[

[

]

0 ,3 mol 2
0 ,5 l .

0 ,8 mol
0 ,5 l .

]⋅ [

0 ,8 mol
0 ,5 l .

] = 0 ,141

6.- Se sabe que la constante Kc para el equilibrio:
N2O4(g) ' 2 NO2(g) vale 4,7⋅10-3 a una
temperatura de 400ºC. Si se mezclan a dicha temperatura 0,1 moles de N2O4 (g) con 0,05 moles
de NO2 en un recipiente de 1 litro de capacidad, ¿en quésentido evolucionará el proceso?
Nos proporcionan las cantidades iniciales de las sustancias que intervienen, tanto reactivos como productos.
Para dilucidar en qué sentido evolucionará el sistema, calculamos el cociente de reacción Q

[NO2 ]02
Q=
[N 2 O4 ]0

=

[

]
[ ]

0 ,05 mol 2
1 l.
0 ,1 mol
1 l.

= 0 ,025 mol
= 2 ,5 ⋅ 10 − 2
l

mol
l

Observamos que Q > Kc. Estosignifica que la

concentración inicial de productos es mayor que la que existiría en el equilibrio. Por lo tanto, el sistema
evoluciona hacia la izquierda, consumiendo NO2.
Apdo 2.9:
1.- A 400ºC, la constante Kp para el equilibrio I2 (g) + H2 (g) ' 2HI (g) vale 59,4. Un matraz de 2,5 litros
de capacidad, a 25ºC y 1 atm, se llena de HI y se calienta hasta alcanzar la temperatura de
400ºC.Calcula la composición de la mezcla en equilibrio.
Datos: Kp = 59,4
V = 2,5 l.
Condiciones iniciales: P = 1 atm, T = 25ºC = 298 K
En primer lugar, dado que os dicen que el recipiente está lleno de HI, única sustancia que tenemos en ese
momento, calculamos su nº de moles, aplicando la ecuación de los gases ideales

PV = nRT → n =

PV
= 0 ,04 moles HI
RT

Dado que inicialmente únicamentetenemos HI, el sistema evolucionará hacia la derecha, consumiendo HI y
produciendo yodo e hidrógeno, hasta alcanzar el equilibrio.
nº moles
Inicial
Reac.
Equ.

I2
0
x
x

H2
0
x
x

HI
0,04
-2x
0,04-2x

Kp = Kc ⋅ ( RT ) ∆n → Kc = Kp ⋅ ( RT ) − ∆n = Kp ⋅ ( RT )0 = Kp = 59 ,4
Aplicando la ley de acción de masas:

[HI ]eq2
KC =
[H 2 ]eq ⋅ [I 2 ]eq

→

[

]

0 ,04 − 2 x2
2 ,5

[ ]⋅ [ ] = 59 ,4 → x = 0 ,0041 mol
x
2 ,5

x
2 ,5

Sustituyendo, calculamos que la mezcla en el equilibrio está formada por:
0,0041 moles de H2
0,0318 moles HI
0,0041 moles de I2
2.- Si a 35ºC, la constante Kp para la disociación del N2O4 en NO2 es 0,32, calcula la presión a la cual
el tetraóxido de dinitrógeno está disociado en un 25%.
Datos: Kp = 0,32 atm α = 25% = 0,25en el equilibrio
Trabajaremos con presiones parciales, en lugar de hacerlo con moles, ya que todos lo datos que nos
suministran, y los que debemos calcular, están referidos a presiones. Además, no nos dan el volumen del
recipiente, para poder calcular las concentraciones.

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Química 2º Bachillerato

El grado de disociación es de0,25. Esto significa que, a partir de una cantidad inicial de N2O4 que ejerce una
presión P0, habrá reaccionado una cantidad que ejercerá una presión P0·α = 0,25 ·P0
Trabajando con la estequiometría de la reacción: N2O4(g) ' 2 NO2(g)
Pres. parcial
Inicial
Reac.
Equ.

N2O4
P0
- 0,25·P0
0,75·P0

Aplicando la ley de acción de masas:

NO2
0
0,5·P0
0,5·P0

2

KP =

PNO2 eq
PN...