Problemes Equilibri (amb respostes) (2009)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Termodinàmica i Cinètica química
Año del apunte 2009
Páginas 2
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 2

Vista previa del texto

EQUILIBRI QUIMIC 1. En un recipient de 30 litres s'introdueixen 1 mol de H2 i 1 mol de I2 i s'escalfa fins a 450oC. El valor de la constant de l'equilibri H2(g) + I2(g)→2HI(g) a 450oC és KP =50. Calcular: a) Quants mols de I2 hi ha en l'equilibri? b) Quina és la pressió total? c) Quines són les pressions parcials del I2 i del HI en l'equilibri? d) Si s'introdueix 1 mol de H2 a la barreja en equilibri, quants mols de I2 hi ha en el nou equilibri?.
R: a) 0.22 mols de I2 b) 3.95 atm c) PI2=0.43 atm, PHI=3.08 atm d) 0.07 mols de I2 2. A certa temperatura la constant d'equilibri Kp és 3.83·10-3 per a la reacció 2 HBr(g) → H2(g) + Br2(g) Es fa un experiment a aquesta temperatura partint d'una mostra pura de bromur d’hidrogen i en l'equilibri la pressió parcial del HBr és 0.998 atm. Quina és la pressió parcial de l’hidrogen? R: 0.0617 atm 3. La constant d'equilibri Kc de la reacció COCl2(g) → CO(g) + Cl2(g) és igual a 0.329 mol·l-1 a 1000 K. Si introduïm x mols de COCl2 en un recipient de 1 litre Quin ha de ser el valor de x per tal de que en l'equilibri la meitat dels àtoms de clor estiguin en forma de COCl2? R: 0.658 4. Un recipient de 20 litres conté NH3(g), N2(g) i H2(g) en equilibri a 1000 K. Dir si hi haurà variació en el nombre de mols de NH3 en els casos següents: a) En afegir N2 b) En afegir H2 c) En augmentar la temperatura (la formació de l'amoniac és un procés exotèrmic) d) En augmentar el volum del recipient e) En afegir un gas que no reaccioni amb cap dels components, com per exemple Ne.
5. A 1000 K, la Kp del següent equilibri C(s) + CO2(g)→2 CO(g) és igual a 1.72 atm. Calcular les pressions parcials del CO i del CO2 en equilibri si la pressió total és igual a 4.70 atm.
R: PCO2 = 2.59 atm PCO = 2.11 atm 6. La Kp, en atmosferes, de la reacció: Fe3O4(s) + CO(g) → 3 FeO(s) + CO2(g) és 1.15 a 600oC. S'escalfa fins aquesta temperatura una barreja constituida inicialment per 1.00 mols de Fe3O4, 2.00 de CO, 0.50 de FeO i 0.30 de CO2. Quina quantitat de cadascuna de les substàncies hi ha quan s'arriba a l'equilibri? R: Fe3O4=0.07 mols,CO=1.07 mols, FeO=3.29 mols,CO2= 1.23 mols 7. Per a la reacció: N2O4(g) → 2 NO2(g) a) Calculeu Kp i Kc a 298 K, si sabem que ∆Gof(N2O4)298= 102.0 KJ/mol i ∆Gof(NO2)298= 51.3 KJ.mol-1 b) Quina ha de ser la pressió total en l'equilibri a 298 K per tal que el N2O4 estigui dissociat en un 50%? R: Kp= 0.785atm; Kc= 0.032; P= 0.59 atm 8. Donada la reacció: NO(g) + 1/2 O2(g) → NO2(g) a) Calcula ∆Go298 i Kp298 de la reacció a partir de les dades que es donen tot seguit: Substància NO NO2 O2 o ∆H -1 f,298(Kcal.mol ) So298 (cal.K-1mol-1) 21.60 8.09 50.3 57.5 49.0 b) Quins dels dos factors, entropia o entalpia, fa K més gran que la unitat i, per tant, actua de força motriu de la reacció? c) Si suposem que ∆Ho és independent de la temperatura, calcula Kp d'aquest equilibri a 596 K.
R: a) ∆Go298= -8.35 kcal; Kp,298= 1.33x106 b) Entalpia c) Kp,596= 15.03 9. a) Determinar la ∆Go, la KP i la Kc de la reacció, 2NO(g) → O2(g) + N2(g) a 3000 K, disposant dels següents paràmetres termodinàmics: ∆Hof,3000(NO)=90,4 KJ mol-1,So3000(NO)=211 J mol1 -1 K , So3000(O2)=205 J mol-1K-1 i So3000(N2)=191,6 Jmol-1K-1.
b) Suposar que aquesta reacció es fa dins d’un recipient tancat d’ 1 l de capacitat. Un cop assolit l’equilibri a 3000 K, la pressió total dins del recipient és d’ 1 atm. Determinar el nombre de mols de NO, O2 i N2 que romandrán en equilibri.
R: a)Kp=Kc=66,7 b)nO=nN=0,00203 mols nNO=6x10-5 mols 10. La dimerització de ClO a l’estratosfera de l’hivern Antàrtic juga un paper molt important en la destrucció de la capa d’ozó. A continuació es mostren les constants d’equilibri mesurades per a la reacció 2ClO (g) Æ (ClO)2 (g), que es varen publicar a Nature, 332, 796, 1988.
T/K K 233 4.13x10 248 8 5.00x10 258 7 1.45x10 268 7 5.37x10 273 6 3.20x10 280 6 9.62x10 288 5 4.28x10 295 5 1.67x10 303 5 7.02x104 Determina els valors de ∆rH0 i ∆rS0 d’aquesta reacció. Calcula l’entalpia de formació ∆fH0 del dimer (ClO)2 sabent que ∆fH0 (ClO) = 101.8 kJ mol-1 R: ∆rH0 = -72.4 kJ mol-1, ∆rS0 = -144 J K-1 mol-1 0 -1 ∆fH = 131.2 kJ·mol ...