FQ-Engel

Problemas 147
b. Sin efectuar cálculos, prediga cuándo la posición de
P6.20 Una mezcla de gases con 4 moles de Ar, x moles de
es tres veces el de Ar. Escriba una expresión para G mezcla
en c. Calcule K P
a 550 K.
términos de x. ¿A qué valor de x tiene un valor mínimo
d. Calcule K
G ? Calcule G para este valor de x.
x
a 550 K y 0.500 bar.
mezcla mezcla
P6.28 Sitúe 2.00 moles de NOCl(g) en un vaso de reacción.
P6.21 En el Problema Ejemplo 6.8, se calculó que K P
era
El equilibrio se establece con respecto a la reacción de
igual a 3.32 × 10 3 a 298.15 K para la reacción CO(g) +
descomposición NOCl(g) NO(g) + 1/2 Cl
H 2
O(l) → CO 2
(g) + H 2
(g). ¿A qué temperatura K P
= 5.00 ×
2
(g).
10 3 ? ¿Cuál es el valor más alto que puede tener K a. Deduzcar una expresión para K P
en términos de la
P
cambiando la temperatura? Suponer que ∆H ° es
extensión de la reacción j.
reacción
independiente de la temperatura.
b. Simplifique la expresión del apartado (a) en el límite en
Ne, e y moles de Xe se prepara a una presión de 1 bar y una
temperatura de 298 K. El número total de moles en la mezcla
equilibrio se desplazará hacia los reactantes o productos
conforme aumente la temperatura.
P6.22 Suponiendo que H
reacción
es constante en todo el que j es muy pequeño.
intervalo 298−600 K calcule K P
a 550 K para la reacción c. Calcule j y el grado de disociación de NOCl en el límite
N 2
O 4
(l) → 2NO 2
(g) .
en que j es muy pequeño a 375 K y una presión de
P6.23 Calcule K P
a 475 K para la reacción NO(g) +
0.500 bar.
1/2 O 2
(g) → NO 2
(g) suponiendo que H
reacción
es constante en d. Resuelva la expresión deducida en el apartado (a) usando
todo el intervalo 298−600 K. ¿Es de esperar que K P
aumente una solución numérica para las condiciones establecidas en
o disminuya cuando la temperatura aumente hasta 550 K? la parte previa. ¿Cuál es el error relativo de j cuando se
P6.24 Calcule el grado de disociación de N 2
O 4
en la
reacción N 2
O 4
(g) → 2NO 2
(g) a 250 K y una presión total
de 0.500 bar. ¿Es de esperar que el grado de disociación
aumente o disminuya cuando la temperatura aumente
a 550 K? Suponga que ∆H ° es independiente de
reacción
temperatura.
P6.25 Queremos diseñar una fuente de efusión para los
átomos de Br a partir de Br 2
(g). Si la fuente opera a una
presión total de 20 Torr, ¿qué temperatura se requiere para
producir un grado de disociación de 0.50? ¿Qué valor de
la presión aumentaría el grado de disociación hasta 0.65
a esta temperatura?
P6.26 Una muestra conteniendo 2.00 moles de N 2
y 6.00
moles de H 2
se sitúan en un vaso de reacción y alcanza el
equilibrio a 20.0 bar y 750 K en la reacción 1/2 N 2
(g) + 3/2
H 2
(g) → NH 3
(g).
a. Calcule K P
a esta temperatura.
b. Obtenga una ecuación que relacione K P
y la extensión de
la reacción como en el Problema Ejemplo 6.9.
c. Usando una solución numérica de la ecuación, calcule
el número de moles de cada especie presentes en el
equilibrio.
P6.27 Considere el equilibrio de la reacción 3O 2
(g)
2O 3
(g), con H
285.4 × 10 3 J mol –1 reacción
=
a 298 K.
Suponga que ∆H ° es independiente de la temperatura.
reacción
a. Sin efectuar cálculos, prediga cuándo la posición de
equilibrio se desplazará hacia los reactantes o productos
conforme aumente la presión.
usa la aproximación del apartado (b)?
P6.29 Ca(HCO 3
) 2
(s) se descompone a temperaturas
elevadas de acuerdo con la ecuación estequiométrica
Ca(HCO 3
) 2
(s) → CaCO 3
(s) + H 2
O(g) + CO 2
(g).
a. Si se pone Ca(HCO 3
) 2
(s) puro en un vaso sellado, el aire
se bombea fuera y se calientan el vaso y su contenido,
la presión total es 0.115 bar. Determinar K P
en esas
condiciones.
b. Si el vaso inicialmente también contiene 0.225 bar de
H 2
O(g), ¿cuál es la presión parcial del CO 2
(g) en el
equilibrio?
P6.30 Suponga que un vaso sellado a una presión constante
de contiene 2.00 moles de NO 2
(g). Se permite que el sistema
se equilibre con respecto a la reacción 2 NO 2
(g) N 2
O 4
(g).
El número de moles de NO 2
(g) y N 2
O 4
(g) en el equilibrio es
2.00 − 2j y j, respectivamente, donde j es la extensión de la
reacción.
a. Deduzca una expresión para la entropía de mezcla en
función de j.
b. Determine gráficamente el valor de j para el que S mezcla
tiene un valor máximo.
c. Escriba una expresión de G puro
en función de j. Usar
la Ecuación 6.34 para obtener valores de G ° para el
m
NO 2
y N 2
O 4
.
d. Represente G en función de j
mezcla
= Gpuro + Gmezcla
para T = 298 K y determine gráficamente el valor de j para
el que G mezcla tiene su valor máximo. ¿Es este valor el
mismo que para el apartado (b)?