equilibrio de un solido

Cuestiones
y
Problemas

EQUILIBRIO QUÍMICO

AUTOR: TOMÁS MATA GARCÍA

PROBLEMAS
1. En un recipiente de 4 litros, a una cierta temperatura, se introducen las
cantidades de HCl, O2 y Cl2 indicadas en la tabla, estableciéndose el siguiente
equilibrio:
4 HCl(g) + O2(g) U 2 H2O(g) + 2 Cl2(g)

Calcule:
a) Los datos necesarios para completar la tabla.
b) El valor de Kc a esatemperatura.
Solución:
a) moles de HCl que han reaccionado: 0,16 – 0,06 = 0,1 moles

moles de O2 que han reaccionado: 0,1molesHCl ×

1molO2
= 0, 025molesO2
4molesHCl

moles de O2 en el equilibrio: 0,08 moles – 0,025 moles = 0,055 moles
moles de H2O formados: 0,1molesHCl ×
moles de Cl2 formados: 0,1molesHCl ×

2molH 2O
= 0, 05molesH 2O
4molesHCl

2molCl2
= 0, 05molesCl2
4molesHCl

Por lotanto la tabla quedaría así:
HCl
0,16
0,06

Moles iniciales
Moles en el equilibrio
2

[ H O ] × [Cl2 ]
Kc = 2 4
[ HCl ] × [O2 ]
2

b)

2

O2
0,08
0,055
2

⎛ 0, 05 ⎞ ⎛ 0, 07 ⎞
⎜
⎟ ×⎜
⎟
4 ⎠ ⎝ 4 ⎠
⎝
=
= 69
4
⎛ 0, 06 ⎞ ⎛ 0, 055 ⎞
⎜
⎟ ×⎜
⎟
⎝ 4 ⎠ ⎝ 4 ⎠

H2O
0
0,05

Cl2
0,02
0,07

2. A 523 K las concentraciones de PCl5, PCl3 y Cl2 en equilibrio para lareacción:
PCl5 (g) U PCl3 (g) + Cl2 (g)
son 0,809 M, 0,190 M y 0,190 M, respectivamente. Calcule a esa temperatura:
a) Las presiones parciales de las tres especies en el equilibrio.
b) La constante Kp de la reacción.
Dato: R=0,082 atm L K-1 mol-1
Solución:
a) PPCl5=[PCl5]RT = 0,809 moles L-1 x 0,082 atm L K-1 mol-1 x 523 K = 34,7 atm
PPCl3=[PCl3]RT = 0,190 moles L-1 x 0,082 atm L K-1 mol-1 x523 K = 8,15 atm
PCl2=[Cl2]RT = 0,190 moles L-1 x 0,082 atm L K-1 mol-1 x 523 K = 8,15 atm
b) K p =

PPCl3 × PCl2
PPCl5

=

8,15atm × 8,15atm
= 1,91
34, 7 atm

3. En un recipiente de 1 L y a una temperatura de 800°C, se alcanza el siguiente
equilibrio:
CH4(g) + H2O(g) U CO(g) + 3H2(g)
Calcule:
a) Los datos que faltan en la tabla.
CH4 H2O CO
H2
Moles Iniciales
2,0
0,5
0,73Variación en el nº de moles al alcanzar el equilibrio
-0,4
Nº de moles en el equilibrio
0,4
b) La constante de equilibrio Kp.
Dato: R = 0,082 atm·L·K-1.mol-1
Solución:
a) moles formados de H2 = 0, 4molesCO ×

3molesH 2
= 1, 2molesH 2
1molCO

moles de H2 en el equilibrio = 0,73 + 1,2 = 1,93 moles de H2
CH4
2,0
-0,4
1,6

Moles Iniciales
Variación en el nº de moles al alcanzar elequilibrio
Nº de moles en el equilibrio
b)
3

0, 4moles ⎛ 1,93moles ⎞
×⎜
3
⎟
CO ] × [ H 2 ]
[
1Lit
⎝ 1Lit ⎠ = 18
Kc =
=
1, 6moles 0,1moles
[CH 4 ] × [ H 2O ]
×
1Lit
1Lit
∆n = (3+1) – (1 +1)= 2

Kp = Kc . (R.T)∆n = 18. (O,082.1073)2 = 1,4.105

H 2O
0,5
-0,4
0,1

CO
0,4
0,4

H2
0,73
1,2
1,93

4. En un matraz de un litro de capacidad se introducen 0,387 moles denitrógeno
y 0,642 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y se establece el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g) U 2 NH3 (g)
Encontrándose que se han formado 0,06 moles de amoniaco. Calcule:
a) La composición de la mezcla gaseosa en equilibrio.
b) Kc y Kp a la citada temperatura.
Datos: R = 0,082 atm L K-1 mol-1
Solución:
a)

1molN 2
= 0, 03molesN 2 ;
2molesNH 3
3molH 2
0, 06molesNH 3 ×
=0, 09molesH 2
2molesNH 3

0, 06molesNH 3 ×

Moles Iniciales
Moles que reaccionan
Moles formados
Moles en el equilibrio
[ ] en el equilibrio

N2

H2

0,387

0,642

0,03
0,387-0,03 = 0,357
0,357/1 = 0,357

0,09
0,642-0,09= 0,552
0,552/1 = 0,552

b)
2
NH 3 ]
0, 06 )
(
[
Kc =
=
= 0, 06
3
3
[ N 2 ] × [ H 2 ] 0,357 × ( 0,552 )
2

∆n = 2 – (3 +1)= - 2

Kp = Kc .(R.T)∆n = 0,06. (O,082.800)-2 = 1,39.10-5

NH3
0,06
0,06
0,06/1=0,06

5. En un recipiente de 5 litros se introducen 1,84 moles de nitrógeno y 1,02
moles de oxígeno. Se calienta el recipiente hasta 2000 ºC estableciéndose el
equilibrio:
N2(g) + O2(g) U 2 NO(g)
En estas condiciones reacciona el 3% del nitrógeno existente. Calcule:
a) El valor de Kc a dicha temperatura.
b) La presión...