Clase del jueves. Equilibrio químico. Miguel Bolado.

Tras la clásica pequeña charla con Jose nos dispusimos a hacer 3 ejercicios de selectividad, el ejercicio 3 del año 2003 y los ejercicios 1 y 2 del año 2004.

 3.       En un recipiente cerrado y vacío de 20 L se introducen 31,1 g de amoníaco. Se eleva la temperatura a 400 ºC y se alcanza el equilibrio:

NH3(g) ↔1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g)   y el grado de disociación del amoníaco es del 98%. Calcular:

a)        Presión total en el equilibrio.

b)        Kp y Kc a 400ºC.

a) Calculamos el % de  NH3 para saber lo que realmente reacciona:

Calculamos primero los moles que son los 33,1g=1.82mol y seguido el %para saber lo que reacciona.   98*182/100=1.72 moles reaccionan.

Una vez obtenido estos datos hacemos la tabla de equilibro.

NH3(g) ↔1/2 N2 (g) + 3/2 H2 (g)

1,82            0                    0                            Inicial

-1.79         +1,79/2          3*1,79/3              Reacción

0,03           0,895             2,685                    Equilibrio

Ptotal=PNH3+PN2+PH2=10,205atm

PNH3=NRT/V=0,03*·0,082·693/20=0,085atm

PN2= NRT/V=(0,895·0,082·693/20)^1/2=1,59atm

PH2= NRT/V=(2,685·0,082·693/20)^3/2=21,07atm

b)Kc=(N2)^1/2·(H2)^3/2/(NH3)=6,94mol/L

Kp= P (N2)^1/2•P(H2)^3/2/P(NH3)= 394

1) Un depósito cerrado de 15,8 litros contiene 8,8 g de dióxido de carbono. Se eleva la temperatura a 3000 °C y, cuando se alcanza el equilibrio

CO2(g) ↔ CO (g) + 1/2 02 (g)

la presión total en el depósito es de 4 atm. Calcular:

[ 1 PUNTO] El grado de disociación del dióxido de carbono.

[0,5 PUNTOS] El valor de Kc para este equilibrio a 3000 °C.

[0,5 PUNTOS] Los gramos de oxígeno en el equilibrio.

 Datos: Masas atómicas: C = 12; 0=16. R = 0,082

CO2(g) ↔ CO (g) + 1/2 02 (g)

0,2               0             0                    Inicial

0,2-X           X             X/2                Reacción

0,0129        0,071     0,355             Equilibrio

La presión total es 4 en el equilibrio por lo tanto hay que sacar la presión de cada uno y sumarlos

PCO2+PCO+PO2=4

(0,2-X)(0,082)(3273)/15,8+X(0,082)(3273)/15,8+(0,082)(3273)/2(15,8)=4

X=0,071

Alfa=0,071/0,2=0,355·100=33,5%

Kc=(CO)(O2)^1/2/(CO2)=0,82

0,32moles O2·16g/1mol=5,12g O2

2. Un depósito cerrado de 2 litros contiene 13,5 g de cloruro de sulfurilo SO2Cl2. Se eleva la temperatura a 375 °C y se alcanza el equilibrio:

S02 Cl2 (g) ↔ Cl2 (g) + SO2 (g)

El valor de Kc para este equilibrio a 375 °C es 0,045. Calcular:

[0,5 PUNTOS] El valor de Kp para este equilibrio a 375 °C.

[ 1 PUNTO] La presión total en el equilibrio.

[0,5 PUNTOS] Los gramos de cloro en el equilibrio.

DATOS: Masas atómicas: 0=16; S = 32; Cl = 35.5.

R = 0,082 atm L / mol K.

S02 Cl2 (g) ↔ Cl2 (g) + SO2 (g)

13,5g

0,10mol             0             0                 Inicial

0,10-X                X             X                 Reacción

0,052                 0,048      0,048         Equilibrio

13,5gSO2Cl2·1mol/131g=0,10 moles

0,045=X·X/0,10-X        X=0,048

PSO2Cl2=NRT/V=1.38

PCl2=1,27

PSO2=1,27

Kp=P(SO2)(Cl2)/P(Cl2SO2)=1,16

0,048mol·35,5g/1mol=1,79g Cl2