3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 275
16.35. Considere la reacción H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g). Cuando se calientan 46 g de I 2 con 1.00 g de H 2 a 470°C, la mezcla en
equilibrio contiene 1.90 g de I 2 . a) ¿Cuántos moles de cada gas están presentes en el equilibrio? b) Calcule la constante
de equilibrio.
Resp. a) 0.0075 mol de I 2 , 0.32 mol de H 2 , 0.35 mol de HI; b) K = 50
16.36. Se calientan, a 470°C, exactamente 1 mol de H 2 y 1 mol de I 2 en una cámara de 30 L donde antes se había hecho vacío.
Utilice el valor de K del problema 16.35 para determinar: a) cuántos moles de cada gas están presentes en el equilibrio; b)
la presión total en la cámara; c) las presiones parciales de I 2 y de HI en el equilibrio. d ) Si se introduce un mol más de H 2
en el sistema en equilibrio, ¿cuántos moles del yodo original quedan sin reaccionar?
Resp.
a) 0.22 mol; b) 4.1 atm; c) P(H 2 ) = P(I 2 ) = 0.45 atm, P(HI) = 3.2 atm; d) 0.065 mol
16.37. Para la reacción PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g), calcule la cantidad de moles de Cl 2 presentes en el equilibrio, cuando se
calienta 1 mol de PCl 5 a 250°C en un recipiente de 10 L. A 250°C, K = 0.041 para esta disociación, basada en el estado
estándar de 1 mol/L.
Resp. 0.47 mol
16.38. Se introduce PCl 5 en una cámara evacuada y llega al equilibrio (vea el problema 16.37) a 250°C y 2.00 atm. El gas en
equilibrio contiene 40.7% de Cl 2 en volumen.
a1) ¿Cuáles son las presiones parciales de los componentes gaseosos en equilibrio?
a2) Con estos datos, calcule K p a 250°C con base en el estado estándar de 1 atm para la reacción del problema 16.37.
Si aumenta el volumen de la mezcla gaseosa de modo que esté a 0.200 atm a 250°C, calcule:
b1) El porcentaje de PCl 5 disociado en el equilibrio.
b2) El porcentaje, en volumen, de Cl 2 en el equilibrio.
b3) La presión parcial de Cl 2 en el equilibrio.
Resp. a1) P(Cl 2 ) = P(PCl 3 ) = 0.814 atm, P(PCl 5 ) = 0.372 atm; a2) 1.78 b1) 94.8%; b2) 48.7%;
b3) 0.0974 atm
16.39. A 46°C, el valor de K p para N 2 O 4 (g) ⇋ 2NO 2 (g) es 0.67 a 1 bar. a) Calcule el porcentaje de disociación de N 2 O 4 a 46°C
y una presión total de 0.507 bar. b) ¿Cuáles son las presiones parciales de N 2 O 4 y NO 2 en el equilibrio?
Resp.
a) 50%; b) P(N 2 O 4 ) = 0.17 bar, P(NO 2 ) = 0.34 bar
16.40. Considere la reacción 2NOBr(g) ⇋ 2NO(g) + Br 2 (g). Si el bromuro de nitrosilo, NOBr, está disociado 34% a 25°C y a
una presión total de 0.25 bar, calcule K p para la disociación a esa temperatura, con base en el estado estándar a 1 bar.
Resp. 1.0 × 10 −2
16.41. A 986°C, la constante de equilibrio para la reacción siguiente es 0.63:
CO(g) + H 2 O(g) ⇋ CO 2 (g) + H 2 (g)
Se deja que una mezcla de 1 mol de vapor de agua y 3 moles de CO alcancen el equilibrio a una presión total de 2 atm. a)
¿Cuántos moles de H 2 están presentes en el equilibrio? b) ¿Cuáles son las presiones parciales de los gases en el equilibrio?
Resp.
a) 0.68 mol; b) P(CO) = 1.16 atm, P(H 2 O) = 0.16 atm, P(CO 2 ) = P(H 2 ) = 0.34 atm
16.42. Para la reacción SnO 2 (s) + 2H 2 (g) ⇋ 2H 2 O(g, vapor de agua) + Sn(l):
a) Calcule K p a 900 K; la mezcla de vaporde agua-hidrógeno en el equilibrio tenía 45% de H 2 en volumen.
b) Calcule K p a 1 100 K; la mezcla de vapor de agua-hidrógeno en el equilibrio tenía 24% de H 2 en volumen.
c) ¿Recomendaría usted mayor o menor temperatura para que la reducción del estaño fuera más eficiente?
Resp. a) 1.5; b) 10; c) mayor