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PAU QUÍMICA LA RIOJA
EQUILIBRIO QUÍMICO
EQUILIBRIO QUÍMICO
Problemas
1. En un recipiente cerrado de 0,5 l se introducen 10 g de N2O4. Cuando se
alcanza una cierta temperatura, el equilibrio N2O4(g) ' 2 NO2(g) tiene una KC
= 0,182 mol/l.
a) ¿Cuáles serán las concentraciones en el equilibrio?
b) Suponga que la reacción es exotérmica, ¿A una temperatura más alta el
valor de KC será más alto? Razone la respuesta.
(junio 97)
2. En un recipiente cerrado, de 8 l de capacidad, se introducen 5 l de nitrógeno
y 3 l de oxígeno, medidos en condiciones normales. Sabiendo que a 2000 ºC,
la KC del equilibrio N2(g) + O2(g) ' 2 NO(g) tiene un valor de 8,0.10-14,
calcule la concentración molar de cada una de las especies a esa
(septiembre 00)
temperatura.
3. Para el equilibrio H2(g) + CO2(g) ' H2O(g) + CO(g), la constante KC = 4,40 a
2000 K. Calcular las concentraciones en el equilibrio cuando se introducen
simultáneamente 1 mol de H2, 1 mol de CO2 y 2 moles de H2O en un reactor
de 4,68 l a dicha temperatura.
(septiembre 01)
4. Dada la mezcla en equilibrio Cl2(g) + CO(g) ' COCl2(g), contenido en un
matraz de 1 l cuyas concentraciones en el equilibrio son: [CO] = 2,0 mol/l;
[Cl2 ] = 2,0 mol/l; [COCl2 ] = 2 mol/l. Calcule la composición en el equilibrio
cuando se añade 1 mol más de Cl2.
(junio 02)
5. Para el equilibrio N2O4(g) ' 2 NO2(g), la constante KC = 0,671 a 45 ºC. Un
reactor de 1 L se llena con N2O4 a 10 atm a dicha temperatura. Calcular la
presión total y la fracción molar de las distintas especies cuando se alcanza
el equilibrio.
(septiembre 02)
6. En un matraz de 10 l se introduce una mezcla de 1,84 moles de N2 y 1,02
moles de O2. Se calienta la mezcla hasta 2200 K, estableciéndose el
equilibrio N2(g) + O2(g). ' 2 NO(g). En estas condiciones reacciona el 1,09 %
del N2 existente. Calcular:
a) KC en el equilibrio.
b) Las presiones parciales de los gases y la presión total del sistema en el
equilibrio.
(junio 03)
7. Al calentar una mezcla de 4 moles de CO2 y 2 moles de H2 a 100 ºC en un
recipiente de 1 l, se alcanza el equilibrio cuando se han formado 0,6 moles de
CO y 0,6 moles de H2O (g).
a) Calcular la constante de equilibrio de la reacción.
b) Si una vez alcanzado el equilibrio se reduce la presión total del sistema a
la mitad, ¿aumentará la cantidad de CO formado?
c) ¿Cómo afectará a la reacción la introducción de 0,1 mol de H2O (g) una
vez alcanzado el equilibrio? Calcule las nuevas concentraciones cuando
(septiembre 03)
se restablezca el equilibrio.
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8. En un recipiente de 10 l se introducen 0,6 moles de tetróxido de dinitrógeno a
348,2 K. La presión en el equilibrio es de 2 atm.
Calcula para el equilibrio: N2O4(g) ' 2 NO2(g),
a) El número de moles de cada sustancia en el equilibrio.
b) El valor de la KP a esa temperatura.
(septiembre 03)
9. Se introduce 1 mol de N2O4 en un recipiente cerrado. Cuando se alcanza el
equilibro N2O4 ' 2 NO2 la presión del sistema a 25 ºC es 1,5 atmósferas.
Sabiendo que la constante de equilibrio es 0,14. ¿Cuáles son las presiones
parciales de los componentes? ¿Qué fracción de N2O4 se habrá disociado a
NO2?
(junio 04)
10. Se introducen en un recipiente de 1 l de capacidad 2,26 g de tetróxido de
dinitrógeno a 25 º C. Cuando se alcanza el equilibrio entre esta especie y el
dióxido de nitrógeno, la presión total es de 628 mm Hg. Calcule:
a) El grado de disociación del tetróxido de dinitrógeno.
b) Kc y Kp a dicha temperatura.
(septiembre 05)
11. Una sustancia gaseosa A se disocia según el equilibrio:
A (g) ' B (g) + C (g)
Se introducen 0,2 moles de A en un recipiente vacío de 2 litros de capacidad
a 300 K y cuando se alcanza el equilibrio la presión total es de 4,3 atm.
Determinar a dicha temperatura:
a) La presión inicial.
b) Las constantes KC y KP
(septiembre 06)
12. Para el equilibrio I2(g)+ H2(g) ' 2 HI(g) KC = 54,8 a una temperatura de 400
ºC.
a) Indique el sentido en el que se desplazará el equilibrio si en un recipiente
de 10 l se introducen 12,69 g de yodo, 1,0 g de hidrógeno y 25,58 g de
yoduro de hidrógeno y se calienta a 400 ºC.
b) Calcule la concentración de los tres compuestos cuando se alcanza el
equilibrio a esa temperatura.
(septiembre 08)
c) Calcule el valor de KP a la misma temperatura.
13. En un recipiente cerrado de 2 L se introducen 0,4 moles de dióxido de
carbono y 0,6 moles de hidrógeno. Se calienta el recipiente a 1500 ºC,
estableciéndose el equilibrio: CO2(g) + H2(g) ' CO(g) + H2O(g)
Se analiza el contenido en dióxido de carbono y resulta ser de 6,16 g.
a) Calcule el valor de Kc a esa temperatura.
b) Calcule la presión final en el recipiente.
(junio 09)
14. Al calentar dióxido de carbono se descompone en monóxido de carbono y
oxígeno. A 480 ºC y 760 mmHg, por cada mol de dióxido de carbono se
obtienen 5,66.10-11 moles de oxígeno. Calcule el valor de KC para la
descomposición de un mol de dióxido de carbono a esa temperatura.
(septiembre 09)
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15. En un matraz de un litro de capacidad se introducen 0,387 moles de
nitrógeno y 0,642 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y se establece el
equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g) ↔ 2 NH3 (g)
Encontrándose que se han formado 0,060 moles de amoniaco. Calcule:
a) La composición de la mezcla gaseosa en equilibrio.
b) Las constantes Kc y Kp a la citada temperatura.
(junio 10)
16. 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
siguiente equilibrio: N2(g) + O2(g) ↔ 2 NO(g)
En estas condiciones, reaccionan 0,055 moles del nitrógeno existente. A
partir de estos datos calcule:
a) El valor de Kc a dicha temperatura.
b) La presión total en el recipiente, una vez alcanzado el equilibrio.
(septiembre 10)
17. En un matraz vacío de 1 litro de capacidad se colocan 6 gramos de
pentacloruro de fósforo (PCl5) gaseoso. Se calienta a 250 ºC, con lo que el
PCl5 se disocia parcialmente en cloro (Cl2) y tricloruro de fósforo (PCl3),
ambos gaseosos. La presión de equilibrio es 2,078 atm. Calcule:
a) El grado de disociación del pentacloruro de fósforo.
(julio 11)
b) La constante de equilibrio Kp a 250 ºC.
18. En un recipiente de 10 l se introduce una mezcla de 4,0 moles de nitrógeno y
12,0 moles de hidrógeno. Se eleva la temperatura del recipiente a 1000 K
estableciéndose el siguiente equilibrio: N2 (g) + 3 H2 (g) ' 2 NH3 (g)
En ese instante se observa que hay 0,92 moles de amoníaco.
a) Calcule KC y KP del equilibrio a 1000 K
b) ¿Cual es la presión parcial de cada gas y la presión total de la mezcla en
(junio 13)
equilibrio?
19. A 425 ºC, en una cámara de reacción de 1 litro, KP vale 10,91 para el
equilibrio: CH3OH (g) ' 2H2 (g) + CO (g)
a) Si el grado de disociación es 0,48 en las condiciones dadas, ¿cuál es la
concentración inicial del metanol?
b) Si la presión parcial del hidrógeno en equilibrio es 2,66 atm, ¿cuál es la
presión parcial del metanol en equilibrio?
(junio 13)
20. A 1000 K se establece el siguiente equilibrio: I2 (g) ' 2 I (g)
Sabiendo que cuando la concentración inicial de yodo es 0,02 M, su grado de
disociación es 2,14 %, calcula:
a) El valor de KC a esa temperatura.
b) El grado de disociación del yodo, cuando su concentración inicial es 5.10-4 M.
(julio 13)
21. En un recipiente de 20 l a 25 ºC se hallan en equilibrio 2,14 moles de
tetraóxido de dinitrógeno y 0,50 moles de dióxido de nitrógeno, según el
equilibrio: N2O4 (g) ' 2 NO2 (g)
a) Calcula KC y KP a esa temperatura.
b) La concentración de dióxido de nitrógeno cuando se restablezca el
equilibrio si se introducen en el recipiente a la temperatura constante,
otros 2 moles de tetraóxido de dinitrógeno.
(julio 13)
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22. En un recipiente de 5 L de capacidad se introducen 0,1 moles de una
sustancia A, 0,1 moles de otra sustancia B y 0,1 moles de otra C.
Cuando se alcanza el equilibrio 2 A(g) + B (g) ' 2 C (g) a 500 K la presión
total es de 2,38 atm.
a) Calcule las concentraciones de cada una de las especies presentes en el
equilibrio.
(junio 14)
b) Determine el valor de KC a 500 K.
23. En un recipiente cerrado de 1 l de capacidad se introducen 3 moles de NOCl
y se calienta a 600 ºC hasta que se alcanza el siguiente equilibrio:
2 NOCl (g) ' 2 NO (g) + Cl2 (g)
Una vez alcanzado el equilibrio se observa que el NOCl se encuentra
disociado en un 28 %.
a) Determine el valor de la constante de equilibrio Kc a esa temperatura.
b) Calcule las presiones parciales de cada uno de los gases presentes y la
presión total en el equilibrio.
c) ¿En qué sentido se desplazará el equilibrio si el volumen del recipiente se
reduce a la mitad? Razone su respuesta.
(julio 14)
24. Cuando se alcanza el siguiente equilibrio: 2 CO (g) ' C (s) + CO2 (g)
a T = 600 ºC y PT = 2 atm, la fase gaseosa contiene 0,05 moles de dióxido de
carbono por cada mol de monóxido de carbono.
a) Calcule las presiones parciales de cada uno de los gases presentes en el
equilibrio.
b) Determine el valor de Kc y Kp del equilibrio a esa temperatura.
(junio 15)
25. En un matraz de 2 l se introducen 2 moles de nitrógeno y 6 moles de
hidrógeno, calentándose la mezcla hasta 327 ºC. A esta temperatura se
establece el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g) ' 2 NH3 (g)
Si la reacción tiene lugar en un 60 %, calcule:
a) La concentración de cada especie en equilibrio.
b) El valor de las constantes KC y KP para este equilibrio.
c) ¿Cómo afecta al equilibrio un aumento de la presión? Justifique la
respuesta.
(julio 15)
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Cuestiones
1. ¿Cuándo se dice que una reacción alcanza el estado de equilibrio? ¿Cómo
se deduce la expresión de la constante de equilibrio?
(septiembre 96 y 97)
2. Dado el siguiente equilibrio 2NO2 ' N2O4, cuya ΔH0 = -58 kJ/mol, explique
brevemente cuál será el sentido de la reacción:
a) Al disminuir la presión.
b) Al disminuir la temperatura.
c) Al aumentar el volumen del recipiente.
(junio 01)
d) Al aumentar la concentración de NO2.
3. En el proceso en equilibrio 2 A(s) + B(g) ' 2 C(g) + D(s), que es endotérmico
en condiciones estándar, explicar:
a) Que variación experimenta el equilibrio al aumentar la temperatura.
b) Que variación experimenta si introducimos un mol más de reactivo B.
c) Que variación experimenta si reducimos el volumen
(septiembre 04)
4. En la reacción N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g), el nitrógeno reacciona a una
velocidad de 0,5 M/min:
a) Indique la expresión de la velocidad de reacción y determine cuál es la
velocidad de formación de NH3 y la de desaparición de H2.
b) Sabiendo que, en un recipiente de 2 l a 500 K, tenemos 2 moles de N2, 3
moles de H2 y 2 moles de NH3, y que la constante de equilibrio para esta
reacción es de 0,9 M-2. ¿Podría indicar si el sistema esta en equilibrio y, si
(junio 05)
no lo está, cuál es el sentido de la reacción es ese momento?
5. En la siguiente reacción: N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g), el nitrógeno está
reaccionando a una velocidad de 0,3 M/min:
a) Calcule la velocidad a la que está desapareciendo el hidrógeno y la
velocidad a la que se está formando el NH3. Con los datos de que se
dispone, ¿podría proponer valores adecuados para x e y en la expresión
v = [N2]x . [H2]y o necesitaría alguna otra información?
b) La constante de equilibrio a 500 K es 0,9 M-2. Sabemos que en un
recipiente de 2 L hay 1 mol de nitrógeno, 3 moles de hidrógeno y 1 mol
de amoniaco. ¿Estará el sistema en equilibrio en estas condiciones?.
(junio 07)
6. A cierta temperatura el proceso de descomposición de cloruro de amonio
NH4Cl(s) → NH3(g) + HCl(g), tiene un valor de ΔH de 123,6 kcal/mol.
a) Explique de forma razonada cómo afectaría a la concentración de
amoníaco:
i) Un aumento de la temperatura
ii) Un aumento de la presión
b) ¿Cómo afectaría al valor de KC un aumento de la temperatura? Justifique
su respuesta.
c) ¿Cómo afectaría al valor de KC un aumento de la concentración de cloruro
de hidrógeno (g)? Justifique su respuesta.
(junio 07)
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7. La reacción 2 A(g) + B(g) ' 2 C(g) se efectúa en un recipiente cerrado, es
exotérmica en el sentido de izquierda a derecha y a 125 ºC el valor de Kp es
0,42. Indique cómo afectará al equilibrio:
a) Una variación de temperatura.
b) Una variación de presión.
c) La presencia de un catalizador.
(septiembre 07)
8. Si tenemos el equilibrio: CO2(g) + H2(g) ' CO(g) + H2O(g) ΔH < 0
Razonar cómo afectará al mismo:
a) Un aumento de temperatura.
b) Una reducción a la mitad del volumen del recipiente.
c) ¿Qué relación existe entre KP y KC en este equilibrio
(septiembre 08)
9. A la temperatura de 650 K, la deshidrogenación del 2-propanol para producir
propanona, según la reacción:
CH3-CHOH-CH3(g) ' CH3-CO-CH3(g) + H2(g)
es una reacción endotérmica. Indique, razonadamente, si la constante de
equilibrio de esta reacción:
a) Aumenta al elevar la temperatura.
b) Aumenta cuando se utiliza un catalizador.
c) Aumenta al elevar la presión total, manteniendo constante la temperatura.
(junio 10)
10. Suponga el siguiente sistema en equilibrio:
UO2(s) + 4 HF(g) ' UF4(g) + 2 H2O(g)
Explique razonadamente hacia dónde se desplaza en equilibrio cuando:
a) Se adiciona UO2 (g) al sistema.
b) Se elimina HF (g).
(septiembre 10)
c) Se aumenta el volumen del recipiente de reacción.
11. Dado el equilibrio:
C(s) + CO2(g) ' 2 CO(g) ΔH0 = 119,8 kJ
Conteste razonadamente como modifica el equilibrio:
a) Disminuir la cantidad de carbono.
b) Aumentar la cantidad de dióxido de carbono.
c) Aumentar la presión.
(julio 11)