1. En un recipiente cerrado de 400 ml, en el que se ha hecho el vaco, se introducen 2,032 g de yodo y 1,280 g de bromo. Se eleva la temperatura a 150 C y se alcanza el equilibrio: Br2(g) + I2(g) 2 BrI(g). Calcula: a) las concentraciones molares y la presin total en el equilibrio; b) la composicin en volumen de la mezcla gaseosa en el equilibrio; c) KP para este equilibrio a 150 C. Datos: KC (150 C) = 280 a) Equilibrio: Br2(g) + I2(g) 2 BrI(g)n0(mol) 1,280/159,8 2,032/253,8 0c0(mol/l) 0,0080/0,4 0,0080/0,4 0cequil(mol/l) 0,020 x 0,020 x 2x [BrI]2 4x2 KC = = = 280 x1 = 0,0179; x2 = 0,0227 [Br2][I2] (0,020 x)2[Br2] = 0,020 M 0,0179 M = 0,0021 M [I2] = 0,020 M 0,0179 M = 0,0021 M[BrI] = 2 0,0179 M = 0,0358 Mctotal = 0,0021 M + 0,0021 M + 0,0358 M = 0,040 Mptotal = ctotal RT = 0,040 0,082 423 atm = 1,39 atm

b) V(Br2) [Br2] 0,0021 M %vol(Br2) = 100 = 100 = 100 = 5,25 % Vtotal ctotal 0,04 MAnlogamente: %vol(I2) = 5,25 % y %vol(BrI) = 89.5 %KP = KC (RT)n = 280 (0,082423)0 = 2802. En un recipiente de 2,0 litros de capacidad se introduce amoniaco a una temperatura de 20 C y a la presin de 14,7 atm. A continuacin se calienta el recipiente hasta 300 C y se aumenta la presin hasta 50 atm. Determina el grado de disociacin del amoniaco a dicha presin y temperatura y las concentraciones de las tres sustancias en el equilibrio. n0(NH3) p 14,7 [NH3]0 = = = mol/l = 0,612 M V RT 0,082 293Equilibrio:2 NH3(g) 3 H2(g) + N2(g) cinic(mol/l)0,612 0 0cequil(mol/l) 0,612 (1)0,612 3/2 0,612/2cTOTAL = 0,612 (1) + 0,612 3/2 + 0,612/2 = 0,612 (1 + ) nTOTAL p 50 cTOTAL = = = mol/l = 1,064 M V RT 0,082 573Igualando ambas expresiones: 1,064 M = 0,612 (1 + ) se obtiene que = 0,739[NH3] = 0,612 M (1 0,739) =0,160 M[H2] = 0,612 M 30,739/2 = 0,678 M[N2] = 0,612 M 0,739/2= 0,226 M3. Una muestra de 2 moles de HI se introduce en un recipiente de 5 litros. Cuando se calienta el sistema hasta una temperatura de 900 K, el HI se disocia segn la reaccin: 2 HI H2 + I2, cuya constante es: KC = 3,810 2. Determina el grado de disociacin del HI. Equilibrio: 2 HI(g) H2(g) + I2(g) c0(mol/l) 2/5 0 0cequil(mol/l) 0,4 (1) 0,4 /2 0,4/2 [H2][I2] (0,4/2)2 2KC = = = = 0,038 [HI]2 [0,4 (1)]24(1)2Resolviendo la ecuacin de segundo grado se obtiene que =0,284. A 200C y presin de 1 atmsfera, el PCl5 se disocia en PCl3 y Cl2 en 49,5 %. Calcule. a) Kc y Kp; b) El grado disociacin a la misma temperatura pero a 10 atmsferas de presin. c) Explique en funcin del principio de Le Chatelier si el resultado obtenido en b) le parece correcto. a) Equilibrio: PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)c0(mol/l) c0 0 0cequil(mol) c0(1) c0 c0 0,505 c0 0,495 c0 0,495 c0ctotal = c0 (1+) = 1,495 c0 ptotal 1 ctotal = = M = 2,58102 M RT 0,082 473 ctotal 2,58102 Mc0 = = = 1,72102 M 1,495 1,495 [PCl5] = 0,505 1,72102 M = 8,7103 M [PCl3] = 0,495 1,72102 M = 8,5103 M[Cl2] = 0,495 1,72102 M = 8,5103 M [PCl3][Cl2] (8,5103 M)2KC = = = 8,4x103 M [PCl5] 8,7103 M KP = KC (RT)n = 8,4103(0,082473)1 = 0,325 atmb) 1 p(PCl5) = ptotal ; p(PCl3) = p(Cl2) = ptotal 1+ 1+ p(PCl3) p(Cl2) 20,325 atm = = 10 atm p(PCl5) (1)(1+)Despejando queda: = 0,177Es lgico que al aumentar la presin el equilibrio se desplace hacia donde menos moles gaseosos haya con objeto de compensar dicho aumento (en este caso hacia la izquierda) lo que conlleva una menor disociacin. 5. La reaccin: CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g), tiene una constante KC de 8,25 a 900 C. En un recipiente de 25 litros se mezclan 10 moles de CO y 5 moles de H2O a 900 C. Calcule en el equilibrio: a) Las concentraciones de todos los compuestos; b) La presin total de la mezcla. a) Equilibrio: CO(g) + H2O(g) H2(g) + CO2(g)nnic(mol) 10 5 0 0nquil(mol) 10 x 5 x x xcquil(mol/l) (10x)/25 (5x)/25 x/25 x/25 (x/25)( x/25) x2KC = = = 8,25 x1 = 4,54; x2 = 12,5 [(10x)/25][(5x)/25] (10x)(5x)[CO] = [(104,54)/25] M = 0,2184 M[H2O] = [(54,54)/25] M = 0,0184 M[H2] = (4,54/25) M = 0.1816 M[CO2] = (4,54/25) M = 0.1816 Mb) ctotal = 0,2184 M + 0,0184 M + 0,1816 M + 0,1816 M = 0,600 Mptotal = ctotalRT = 0,600 0,082 1173 atm = 55.25 atm6. Dado el proceso en fase gaseosa A + B C, a)establece la relacin entre las constantes de equilibrio KC y KP; b) si el proceso es endotrmico, qu influencia ejerce sobre el mismo un aumento de temperatura?; c) qu influencia ejerce sobre el mismo un aumento de presin?A. n(reactivos) = 2; n(productos) = 1; n = 12 = 1: KP = KC x (RT)1B. Desplazar el equilibrio hacia la derecha, que es hacia donde se consume calor.C. Desplazar el equilibrio hacia la izquierda, que es donde menos moles gaseosos hay.7. Determinar la variacin de energa interna para el proceso de combustin de 1 mol de propano a 25C y 1 atm, si la variacin de entalpa, en estas condiciones, vale 2219,8 kJ. C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l)H = 2219,8 kJ nreactivos = 1 + 5 = 6 ; nproductos = 3 (slo moles de gases) => n=3U = H n x R x T = 2219 kJ + 3 mol x (8,3 Jxmol1xK1) x 298 K = -2214 KJ 8. Dadas las reacciones:(1) H2(g) + O2(g) H2O(g) H10 = 241,8 kJ (2) H2(g) + O2(g) H2O(l) H20 = 285,8 kJcalcular la entalpa de vaporizacin del agua en condiciones estndar.La reaccin de vaporizacin es: (3)H2O(l) H2O(g) H03 = ?

(3) puede expresarse como (1)(2), luego

H0VAPORIZACIN (AGUA) = 44 KJ x mol-19. Calcular la energa del enlace HCl en el cloruro de hidrgeno conociendo Hf0 (HCl) cuyo valor es 92,3 kJ/mol y las entalpas de disociacin (energas de enlace) del H2 y del Cl2 de la tabla adjunta. EnlaceEe (kJ/mol)

HH436

CC347

C=C620

CC812

O=O499

ClC243

CH413

CO315

C=O745

OH460

ClH432

ClCl243

La reaccin de disociacin del HCl ser:(4) HCl(g) H(g) + Cl(g) H0 = ?(1) H2(g) + Cl2(g) HCl(g) Hf0(HCl) = 92,3 kJ(2) H2(g) 2H(g) Ee(H2) = 436,0 kJ(3) Cl2(g) 2Cl(g) Ee (Cl2) = 243,4 kJ(4) = (1) + (2) + (3)H0 = (92,3 kJ ) + x(436,0 kJ) + x (243,4 kJ) = 432,0kJEe(HCl) = 432,0 KJ x mol-1

10. Partiendo de los datos de la tabla, calcular el valor de H0 de la reaccin de hidrogenacin del eteno. La reaccin es: CH2=CH2(g) + H2(g) CH3CH3(g) En el proceso se rompe un enlace C=C y otro HH y se forman 2 enlaces CH nuevos (el etano tiene 6 mientras que el eteno tena slo 4) y un enlace CC. H0 = Ee(enl. rotos) Ee(enl. formados) = 1xEe(C=C) + 1xEe(HH) 1xEe(CC) 2xEe(CH)1 mol 611 kJ/mol + 1mol x 436 kJ/mol (1 mol x 347 kJ/mol 2 mol x 413 kJ/mol) = 126 kJH0hidrog (eteno) = -126 KJ x mol-111. Calcula S0 para las siguientes reacciones qumicas: a) N2(g) + O2(g) 2NO(g); b)3H2(g) + N2(g) 2 NH3(g). Datos: S0 (Jmol1 x K1): H2(g) = 130,6; O2(g) =205; N2(g) = 191,5; NO(g) = 210,7; NH3(g) =192,3

a) S0 = 2 mol x 210,7 J x mol1 x K1 (191,5 J x mol1 x K1 + 205J x mol1 x K1) = 24,9 J/Kb) S0 = 2 x 192,3 J x K1 (3 mol x 130,6 J mol1 x K1 + 191,5 J x K1) = -198,7 J/K 43. Ser o no espontnea la siguiente reaccin 2H2O2(l) 2H2O (l) + O2(g) sabiendo que Hf0 (kJ/mol) H2O = 285,8; H2O2 = 187,8 y que S (J/molK) H2O = 69,9; H2O2 = 109,6; O2 = 205,0H0 = npHf0(productos) nrHf0(reactivos) == 2 Hf0(H2O) + Hf0(O2) 2Hf0(H2O2) == 2molx(285,8 kJ/mol) + 0 2 mol x (187,8 kJ/mol) = 196,0 kJS0 = np x S0(productos) nr x S0(reactivos) == 2 S0(H2O) + S0(O2) 2S0(H2O2) == 2molx(69,9J/mol x K) + 1 mol x (205,0 J/mol x K) 2molx(109,6J/mol x K) = 126,0 J/K G0 = H0 T xS0 = 196,0 kJ 298 K x 0,126 kJ/K = 233,5 kJSER ESPONTNEA44. Una mquina frigorfica cuyo rendimiento es del 140 %, consume una poten- cia de 120 W. Cunto tiempo tardar en enfriar 200 g de agua desde 18 C hasta 12 C? Calor especfico del agua 1 cal/g C.Q = m c t = 200 1 (18 12) = 1200 cal = 5016 J1cal = 4,18 J

45.

Calcula para la reaccin S + O2 SO3 , (1) , sabiendo que

S + O2 SO2 ; = -70,96 kcal/mol (2)

SO2 + O2 SO3 ; = -23,49 Kcal/mol (3)sumando las ecuaciones (2) y (3) se llega a la ecuacin (1).

S + O2 SO2 ; = -70,96 kcal/mol

SO2 + O2 SO3 ; = -23,49 Kcal/mol

S + O2 SO3 ; = + = - 70,96 + (-23,49) = - 94,45 kcal/mol46.

Calcula para la reaccin C (s) + 2 H2 (g) CH4 (g) (1) a partir de

C (s) + O2 (g) CO2 (g) ; = - 393,5 kJ (2)

H2 (g) + O2 (g) H2O (l) ; = -285,8 kJ (3)

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (l) ; = -890,4 kJ (4)

sumamos la (2), la (3) multiplicada por dos y la contraria de la (4)

2)C (s) + O2 (g) CO2 (g) ; = - 393,5 kJ

3) 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (l) ; = 2.= 2 .(-285,8 kJ) = -571,6 kJ

4) CO2 (g) + 2 H2O (l) CH4 (g) + 2 O2 (g) ; = - = 890,4 kJ

C (s) + 2 H2 (g) CH4 (g) ; = + + = -74,7 kJ

47. Calcula la variacin de entalpa , , de la reaccin:

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 6 H2O (g) + 4 NO (g) a partir de los siguientes datos:

H2O (g) = -241,8 kJ/mol; NO (g) = 90,4 kJ/mol; NH3 (g) = - 46,2 kJ/mol.

= 6. H2O (g) + 4.NO (g) - 4.NH3 (g) - 5.O2 (g)= - 904,4 kJ

= 6.(-241,8) + 4.(90,4) - 4.(-46,2) - 5.0 ;

48. Calcula la entalpa de la reaccin de hidrogenacin del etileno para formar etano, segn la reaccin: H2C = CH2 + H2 H3C CH3 , utilizando los datos de la tabla anterior:

H H H H

C = C + H H H C C H

H H H H

Enlaces que se rompen: un C = C , cuatro C H y un H HEnlaces que se forman: un C C y seis C H

por tanto: = E (C = C) + 4 .E (C H) + E (H H) E (C C) 6 .E (C H) = = 610 + 4 . 415 + 436 - 437 - 6 . 415 = -131 kJ

49.

Discute la espontaneidad de la reaccin de vaporizacin del agua: H2O (l) H2O (g) , a las temperaturas de 500 K, 300 K y 375 K cuando la presin es de 1 atm, sabiendo que 9.710 cal y 26 cal/K, :

a) T = 500 K; 9.710 500 . 26 = - 3390 cal Reaccin espontnea.

b) T = 300 K; 9.710 300 . 26 = 1910 cal Reaccin no espontnea.

c) T = 373 K; 9.710 373 . 26 = 0 Se ha alcanzado el equilibrio. Es un proceso reversible. La temperatura de 373 K (100C) es la temperatura de ebullicin del agua a la presin de 1 atm.