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Problemas propuestos Tema 4: Equilibrio Químico.
1) Defina: a) velocidad de reacción; b) factores que afectan la velocidad de reacción.
2) Escriba las constantes de equilibrio (Kc, Kp) para cada una de las reacciones:
3) Se ha estudiado el siguiente proceso a 230 °C:
En un experimento se encontró que las concentraciones de equilibrio de las especies reactantes son
[NO] = 0,0542 M; [O2] = 0,127 M; [NO2] = 15,5 M. Calcule Kc a esta temperatura.
4) Para la siguiente reacción:
Prediga que sucede con la constante de equilibrio si: a) Aumento de la presión parcial de N2; b)
aumento en la temperatura de NH3; c) Disminución de la presión del sistema; d) Disminución de
presión en reactantes y aumento de la temperatura en productos.
5)
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7)
8)
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Cuál es la relación que existe entre Kc y Kp.
Cómo influye en la constante de equilibrio un aumento de concentración.
Explique cada uno de los aspectos termodinámicos de las reacciones químicas.
Qué es un catalizador?
En cuales casos se utiliza la ecuación de velocidad de reacción dependiente del
tiempo y en cuales se utiliza la que solo depende de las concentraciones.
10) Ordene la velocidad de las siguientes reacciones según el criterio del tipo de enlace:
a) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
b) OH- + H+ → H2O
c) Pb2+ + CrO42- → PbCrO4
11) En una reacción hipotética en la cual el paso que determina la velocidad es: A + 2B → C + D,
cuál será el efecto sobre la velocidad de reacción al: a) duplicar la concentración de A y b)
duplicar la concentración de B.
12) Escriba la ecuación de velocidad para la siguiente reacción hipotética: A + 3B + 5C → 2D.
13) Escriba las expresiones generales para las constantes de equilibrio de las siguientes
reacciones homogéneas y señale las unidades de Keq:
a) N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
b) 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)
c) 2NO2(g) ↔ N2O4(g)
d) 2H2(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g)
14) Qué es un equilibrio heterogéneo? Qué consideraciones deben tomarse en cuenta
al plantear la expresión de una constante de equilibrio en una reacción heterogénea.
15) Calcule K para la reacción PCl3 + Cl2 ↔ PCl5 si en el equilibrio las presiones parciales
son PCl3 = 0,2 atm, Cl2 = 0,1 atm, PCl5 = 1,2 atm. Supóngase una temperatura de 0
°C. Cuáles son las unidades de esta constante de equilibrio?
16) Escriba las constantes de equilibrio para las siguientes reacciones heterogéneas y
señale las unidades apropiadas:
a) P4(s) + 3O2(g) ↔ P4O6(g)
b) 2Mg(s) + O2(g) ↔ 2MgO(s)
c) NH3(g) + H2O(l) ↔ NH4+(ac) + OH-(ac)
17) 2 moles de NO2 se colocan en un recipiente de 1 L y se dejan llegar al equilibrio a
una temperatura para la cual Keq = 7.15 para la reacción 2NO2(g) ↔ N2O4 (g). Cuántos
moles de NO2 están presentes en el equilibrio?
18) Calcule el pH de las soluciones cuyas concentraciones molares de ion hidrógeno son
1 x 10-5, 2 x 10-4, 3,5 x 10-10, 7,5 x 10-2, 4 x 10-14. Cuál es la solución más ácida y cuál
es la solución más básica?
19) Calcule la Ka para los siguientes ácidos: (a) HCOOH 0,48 M, pH = 2,0; (b) C6H5OH 1
M, pH = 5; (c) C6H5COOH 0,30 M, pH = 2,35.
20) Un ácido débil HA que tiene una Ka de 1 x 10-9, se ioniza en agua según la ecuación
HA ↔ H+ + A-. Cuáles son las concentraciones de todas las especies en una solución
que inicialmente contiene 0,1 mol/L de HA en solución?
21) Calcule el pOH de una solución 0,2 M de NH3 cuya Kb es 1,8 x 10-5.
22) Calcule la cantidad de iones OH- que hay en un recipiente de 200 mL contentivo de
Ba(OH)2 en agua. Kps = 5 x 10-3.
23) Plantee la reacción de hidrólisis del agua.
24) Plantee la reacción general de un equilibrio de disociación y escriba la expresión de
K.
25) Suponga una reacción hipotética AB(s) + CD(s) ↔ AC(s) + BD(s). Con argumentos
válidos explique cómo debe expresarse la constante de equilibrio. En caso de que
no sea posible, justifique su respuesta (por qué no es posible).
26) En una reacción homogénea gaseosa se alcanza el equilibrio luego de calentar hasta
300 °C. Suponiendo que el paso determinante de la velocidad de reacción es el
siguiente A + B ↔ 2C, explique con argumentos cinéticos lo que sucedería si: a)
aumenta la presión de C; b) aumenta la temperatura de B; c) aumenta el volumen
de reactantes; d) disminuye la presión de A.
27) Se toman 5 mL de una solución 0,8 M de ácido acético (CH3COOH) y se diluyen en
1000 mL de agua. Sabiendo que el ácido acético tiene una Ka = 1,7 x 10-5, calcule la
concentración de iones H+ en la solución final.
28) Sabiendo que la constante de disociación (hidrólisis) del agua es 1 x 10 -14, calcule el
pH del agua.
29) Establezca la condición de equilibrio para una reacción aA + Bb ↔ cC + dD y deduzca
la constante de equilibrio.
30) Se mezclan 10 ml de una solución 1 M de HCl y 10 mL de otra 0,25 M de NaCl. Calcule
la concentración de iones Cl- en la solución.
Calcule el pH de: a) una solución que es 0,01 M en ácido acético y 0,005 M en acetato de
sodio (Ka = 1,75 x 10-5); b) una solución que es 0,5 M en Amoníaco y 0,01 M en cloruro de
amonio (Kb = 1,8 x 10-5).