Problemas de Termoquímica y Equilibrio Termoquímica 1.
El cal calor or de de comb combus usti tión ón del del cic ciclo lopr prop opan ano o es 2 089 089 kJ kJmo mol. l. !al !alcu cule le la la ener ener"ía "ía de enlace !#! en dic$o compuesto. %atos& %ato s& En Ener er"í "ía a de dell en enla lace ce !# !#' ' ( 0 )1*+8 kJmol, ' - !/2 " ( # *91 kJmol, '0- ' '2/l ( # 28+ kJmol, '0sub !s ( 310+ kJmol, '0dis '2" ( )*+ kJmol
2.
!alcul !alc ule e la 4ar 4aria iaci ción ón de de ener ener"ía "ía li libr bre e est5 est5nd ndar ar de de -orm -ormac ació ión n del del dió6i dió6ido do de de o nitró nit ró"en "eno o a 2 ! si la del tetraó6ido de dinitró"eno es 98+ kJmol. 7a constante de equilibrio en presiones correspondiente a la disociación del tetraó6ido de dinitró"eno a dic$a temperatura es 0+1*).
*.
7a constante del equilibrio&
4aría con la temperatura de acuerdo con la si"uiente relación&
!alcule la entalpía de -ormación de un mol de amoníaco+ a 1 atm y 900 o!. ).
7a ent ental alpía pía de neu neutr tral alia iaci ción ón del del 5ci 5cido do clo clor$ r$íd ídri rico co por por $idr $idró ó6i 6ido do sód sódic ico o es de #1*+* kcalmol y la del 5cido actico por la misma base es de #1*+80 kcalm kca lmol. ol. !alcule !alcule el cal calor or de ion ionia iació ción n mo molar lar de dell :c :c/' /' si se sup supon one e totalmente ioniado cuando est5 disuelto.
.
!alc !a lcul ule e el tra traba ba;o ;o m56 m56im imo o en el sis siste tema ma rep reprres esen enta tado do por por la la ecua ecuaci ción ón&& a 100 o!+ cuando los reacti4os se mecla lan n en proporcio ion nes estequiomtricas+ estequiomt ricas+ la presión total de la mecla resultante es de 1 atm y el "rado de disociación para el !/ 2 es 0+00*<.
.
:dmitiendo que el calor de combustión del tolueno ! '!'*+ a 23=! y a 4olumen constante 4ale 9* >calmol+ determine su 4alor a presión constante. El tolueno y el a"ua son líquidos a 23=!.
3.
: la te temp mper erat atur ura a de 2 2=! =! y 4o 4olu lume men n cons consta tant nte+ e+ la com combu bust stió ión n de 1 "ram "ramo o de 5cido o65lico desprende 38 cal quedando el a"ua de la reacción en
estado líquido. %etermine el calor de combustión a presión constante y a la misma temperatura.
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 1
8.
Para la reacción&
la constante de equilibrio a 1 800 > 4ale 1+11?10 #2+ mientras que a 2 000 > 4ale 2+02?10 #2. !alcule @01800 y @02000. %etermine adem5s ' 0 para esta reacción. 9.
En un $orno se quema !' ) con aire teórico necesario para su combustión completa. Pero+ debido a un mal -uncionamiento del quemador+ entre los "ases salientes+ e6entos de !/+ $ay !' ) sin quemar. Anicialmente el !') y el aire est5n a 2 o!. !alcule el porcenta;e de !' ) quemado+ teniendo en cuenta que los "ases salientes se encuentran a una temperatura de )00 o !. %atos&
!alor de combustión del !') a 2 o! ( 211+8 kcalmol !alor de 4aporiación del a"ua a 2 o! ( 10+ kcalmol !omposición del aire& 20< de / 2+ 80< de B2. 10.
7a constante de equilibrio correspondiente al proceso&
4iene dado muy apro6imadamente por la e6presión&
!alcule& a. b. c. 11.
7a entalpía de -ormación del cloruro de $idró"eno "aseoso es #22 00 calmol y la del cloruro de $idró"eno en disolución muy diluida es #*9 90 calmol. 'alle& a. b.
12.
7a constante de equilibrio a 1100 o!. El calor de -ormación del B/ a partir de sus elementos. El contenido porcentual en 4olumen de B/ en el aire a 1100 o! si la composición 4olumtrica del aire es 21< de / 2 y 39< de B 2
El calor de dilución del '!l para -ormar una disolución muy diluida en a"ua y El aumento de temperatura que e6perimentar5 1 litro de a"ua al disol4er en l 1+0) " de '!l "aseoso.
%etermine la entalpía de combustión del acetato de metilo+ !'*!//!'*+ a partir de las ener"ías de enlace ener"ía necesaria para romper el enlace si"uientes& ' !# ' ( 92 kcalmol, ' !# ! ( 33 kcalmol, ' /(/ kcalmol,
(
113
' '#/ ( 110 kcalmol, !#/ ( 82 kcalmol.
' !(/ ( 18 kcalmol,
'
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 2 1*. Cna masa de +)0 " de :l y otra de 1+93 " de De 2/* se colocan en un calorímetro de $ielo que contiene 8+00 k" de $ielo y 8+00 k" de a"ua líquida. 7a reacción&
es iniciada por control remoto y al nal el calorímetro contiene 3+3) >" de $ielo y 8+2) k" de a"ua. 'alle la entalpía de la reacción. !alor de -usión del $ielo& 80 cal?" #1 1).
Fe a"re"a un poco de man"aneso a una disolución de peró6ido de $idró"eno al 1+3< contenida en un calorímetro a la temperatura de 20=!+ de modo que el ' 2/2 se descompone r5pidamente en a"ua y o6í"eno+ que se desprende. 'alle la temperatura nal del a"ua tras la descomposición del peró6ido de $idró"eno. !alores especícos& c ' Entalpías de -ormación&
1.
El calor especíco medio del benceno+ entre 13 o! y 3 o! es 0+*8) cal?" #1?o!#1 y el calor especíco molar del acetileno es !P ( 10+)* cal?mol #1?o!#1 . Fi el calor de reacción+ a 13=!+ del proceso&
es ' ( #1*0+8 kcalmol+ $alle su 4alor a 3 o!. 1.
7as entalpías de -ormación del !/ y del !/2+ a 2 =!+ son #2+)2 kcalmol y #9)+0 kcalmol respecti4amente. 7os calores especícos molares del carbono "rato+ !/" y !/ 2" entre 0 =! y 800 =!+ son +0) cal?mol # 1 ?=!#1 + 3+) cal?mol #1?=!#1 y 9+) cal?mol #1?=!#1 respecti4amente. !alcule+ a la temperatura de 800=!+ la entalpía de la reacción&
13.
%etermine la di-erencia entre los calores de reacción del proceso& para las temperaturas de 123 =! y 23 =!. El 4olumen permanece constante y los calores molares a 4olumen constante de las sustancias participantes en la reacción son& ! G !l2 ( +)0 H 0+00100?T cal?mol #1?> # 1 , !G '2 ( !G '!l ( )+0 H 0+00100?T cal?mol #1?> #1.
18.
El sul-uro de mercurio AA se encuentra como mineral llamado cinabrio y el mercurio met5lico se obtiene al quemar el sul-uro de mercurio con una cantidad limitada de aire. !alcule la temperatura a la cual la reacción es espont5nea. '- F/2 ( # 30I9) kcalmol , F 0 '" ( 18+13 cal>+ F 0 F/2 ( 9+*0 cal>, F0 '"F ( 19I30 cal>, F0 /2 ( )9+00 cal>.
19.
%etermine la temperatura a partir de la cual+ es espont5nea la reacción correspondiente a&
'- 0
F
Fi!l) ( #3+0 kJmol, Fi!l) ( **0+ J?mol #1?> #1,
F0 ! ( +3) J?mol #1?> #1, F0 !l2 ( 22* J?mol #1?> #1. Problemas de Termoquímica y Equilibrio # *
Equilibrio 20.
: una determinada temperatura+ el amoníaco se encuentra disociado al 90 < en sus elemento. !alcule la masa de $idró"eno que debe aadirse a un mol de amoníaco a dic$a temperatura para que el "rado de disociación sea 0+8.
21.
7a densidad del tetró6ido de dinitró"eno es de 2+08 "dm * a 0 o! y 1 atm de presión total. !alcule el "rado de disociación de dic$o compuesto y la constante del equilibrio para dic$as condiciones de presión y temperatura. Kasas atómicas& / ( 1 u, B ( 1) u.
22.
En un recipiente de 1 litro se colocan 1 " de P!l sólido+ se cierra+ se $ace el 4acío y se calienta a200 o!. El pentacloruro de -ós-oro se 4olatilia y se disocia en tricloruro de -ós-oro y cloro+ siendo 0+**) el "rado de disociación. !alcule el desplaamiento del punto de equilibrio si se a"re"an 1+ " de cloro.
2*.
El tetró6ido de dinitró"eno se encuentra en equilibrio con el dió6ido de nitró"eno se"Ln la reacción& a. b.
2).
Fi a 23 o! y 1 atm el B 2/) est5 disociado en un 20<+ calcule el "rado de disociación cuando la presión se $a"a 10 4eces menor manteniendo in4ariable la temperatura. !alcule el "rado de disociación en una muestra de 0 "ramos de B2/) encerrados en un recipiente de 20 l a 23 o!.
7a constante de equilibrio para la reacción de síntesis del amoniaco+ se"Ln la reacción& tiene a 00 o! un 4alor de 1+ A10# e6presada en -unción de las presiones parciales medidas en atmós-eras. MNu -racción de una muestra estequiomtrica de nitró"eno e $idró"eno se con4ertir5 en amoniaco si la presión total es de 1 atmO
2.
: 2000 > y 1 atm+ el dió6ido de carbono se disocia al 1+< en !/ y / 2. MEn qu proporción se disociar5 a la misma temperatura y a una presión de 0+1 atmO
2.
7a constante de equilibrio > p a 1000 o! para la reacción& es i"ual a 0+)0*. : tra4s de ó6ido -erroso calentado a 1000 o! se $ace pasar lentamente una mecla "aseosa que contiene en 4olumen un 20< de !/ y un 80< de B 2. !alcule& a. b.
7a composición de la mecla "aseosa saliente. El 4olumen de aquella mecla+ medido en !B+ que se necesita para reducir 10 " de De/.
23.
%etermine el "rado de disociación del 4apor de iodo si 0+)93 "ramos del producto tienen+ a la temperatura de 1 200 o! una presión de 1019 mm '" en un recipiente cerrado de 20 cm * de 4olumen.
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # )
28.
: 1 000 >+ la presión del !/ 2 en equilibrio con !a!/ * y !a/ es i"ual a *+9?10#2 atm. 7a constante de equilibrio de la reacción& es 1+9 a la misma temperatura cuando las presiones est5n en atmós-eras. Fe mecla carbono sólido+ !a/ y !a!/* y se les permite alcanar el equilibrio a 1 000 > en una 4asi;a cerrada. M!u5l es la presión del !/ en equilibrioO
29.
Fe introduce 0+1 mol de !/ 2 en un matra de 1 litro que contiene carbono sólido en e6ceso a 1 000 o!+ $asta que se alcana el equilibrio. 7a densidad "aseosa en el equilibrio corresponde a un peso molecular medio de * u. a. b.
c.
d. *0.
!alcule la presión de equilibrio y el 4alor de > p Fi a$ora se introduce una cantidad adicional de $elio inerte $asta que se duplica la presión total+ Mcu5l ser5 la cantidad de !/ en el equilibrioO Fi se duplica el 4olumen del matra+ introduciendo $elio para mantener la misma presión total+ Mqu le ocurre a la cantidad de !/ en el equilibrioO Fi inicialmente $ubiera 1+2 " de carbono sólido presente+ Mcu5ntos moles de !/2 tendrían que $aberse introducido para que en el equilibrio sólo quedaran traas de carbonoO Fi la >p para el equilibrio se duplica al aumentar 10 o! la temperatura+ Mcu5l es la ' 0 de la reacciónO
!uando se calienta pentacloruro de -ós-oro en un recipiente cerrado a 20 o ! y 1 atm de presión+ se disocia el 80 < en cloro y tricloruro de -ós-oro. !alcule& a. b. c.
> p. El porcenta;e de pentacloruro que se disocia a 2 atm de presión y 20 o! El nLmero de moles de pentacloruro que se -orman cuando se meclan 23+) " de tricloruro de -ós-oro con 3+09 " de cloro en un recipiente cerrado de 10 litros a 20 o!.
*1.
!uando se caliente el trió6ido de au-re a 10 o! y 1 atm de presión+ la mecla de "ases que resulta tiene una densidad de 0+91 "l. !alcule el "rado de disociación del F/* y la constante de equilibrio > p a esa temperatura.
*2.
%etermine la masa molar aparente de la mecla "aseosa resultante al de;ar que el !/!l 2 se disocie a *9 o! y una presión de *+00 atm se"Ln la ecuación& cuya constante de equilibrio a *9 o! es > p ( )+))?10 #2
**.
En
el
proceso 'alle a. b.
7a e6presión de >P en -unción de la -racción 6 de cloruro de $idró"eno y o6í"eno trans-ormado y de la presión total 7a constante de equilibrio a *)0 o! y 1 atm+ si se trans-orma el 8*< de la mecla inicial.
Problemas de Termoquímica y Equilibrio #
*).
Cn recipiente de 2 litros se llena a 20 o! y 3) mm '"+ con una mecla de 4olLmenes i"uales de o6í"eno+ / 2 y dió6ido de nitró"eno+ B/ 2 y se calienta a *23 o!. En el equilibrio se -orman 0+00298 mol de ó6ido nítrico+ B/. %etermine la constante de equilibrio del proceso& yla presión total de la mecla en equilibrio.
*.
7a constante de equilibrio > P para la disociación del -os"eno+ !/!l2+ en ó6ido de carbono y cloro+ a*00 o! es i"ual a 1I*.10 #*. Para esta disociación+ calcule la presión parcial del cloro
a. b.
Para una presión total de 1 atm Para una mecla inicial de 1 mol de -os"eno y 1 mol de cloro a presión de equilibrio de 10 atm.
*.
: la presión de 1 atm+ el B 2/) se disocia en un )0 < en B/ 2. !alcule el "rado de disociación del B 2/) a la misma temperatura pero a la presión de 10 atm.
*3.
: 30+2
*8.
Cn matra se llena con metano a 0 o! y 1 atm de presión. :l calentar a 1 000 o! la presión se ele4a r5pidamente a )+ atm y se incrementa despus $asta +*) atm debido a la disociación parcial del metano en carbono sólido e $idró"eno. !alcule las constantes de equilibrio > !+ y > P para el proceso de disociación
o
! y 1 atm de presión+ 1 mol de B2/) ocupa+ al disociarse parcialmente+ un 4olumen de )+0 litros. !alcule el "rado de disociación y las constantes de equilibrio > ! y > P para la disociación del B2/) en B/2 a dic$a temperatura.
a1000=!. *9.
El carbamato amónico se descompone al calentarlo se"Ln& !alcule el "rado de disociación si " de la sustancia completamente 4aporiada ocupan un 4olumen de 3+ lit a presión de 3)0 mm '" y temperatura de 200 o!.
)0.
: *0 o! de temperatura y 1 atm de presión total+ la densidad del "as obtenido por 4aporiación del F/ * es 0+000923 "cm *. !alcule a. b.
)1.
El "rado de disociación del F/* en F/2 y 02 7a constante de equilibrio > P para dic$a disociación admitiendo que tiene lu"ar se"Ln la reacción de equilibrio&
Keclando a 2 o!+ 1+00 mol de etanol y 0+091 moles de acetalde$ído+ se alcana el equilibrio+ siendo el 4olumen nal de *+0 ml y consumindose el 90+32< del acetalde$ído inicial+ se"Ln l a reacción&
Fi la mecla se diluye con un disol4ente inerte+ $asta un 4olumen nal de 00 ml+ Mqu porcenta;e de acetalde$ído $abr5 reaccionadoO Problemas de Termoquímica y Equilibrio #
)2.
7a presión de 4apor del B')F' sólido+ a 2+1 o!+ es de 01 mm '". :dmitiendo que el 4apor se $alle totalmente disociado en los "ases B' * y F'2+ calcule la presión total de equilibrio+ cuando el bisul-uro amónico se disocia a la temperatura indicada+ dentro de una 4asi;a que contiene adem5s B'* a la presión de *80 mm '".
)*.
: 1 000 o! de temperatura y *0+0 atm de presión total+ el equilibrio correspondiente al proceso&
es tal que+ el 13+00 < molar de los "ases est5 constituido por !/ 2. 'allar el porcenta;e de este Lltimo+ si la presión total -uera 20+0 atm. )).
Fe disuel4en en a"ua 20+00 " de >A y 10+00 " de A2 y se lle4a la disolución $asta 1 litro. :l aadir ala misma 100 ml de sul-uro de carbono+ F 2!+ pasan a este disol4ente+ inmiscible con el a"ua+ *+1)3 " de iodo. %eterminar la constante de equilibrio del proceso&
sabiendo que el coeciente de reparto del iodo entre el F 2! y a"ua es )1. ).
7as constantes de equilibrio > P para la disociación del B 2/) en B/2 son 0+32 atm y *+0) atm respecti4amente para las temperaturas de )9+8 o! y 30+2 o!. !alcule el calor medio de disociación a presión constante entre estas dos temperaturas.
).
7a mecla estequiomtrica de cloruro de $idró"eno y o6í"eno se trans-orma en un 8*+0 < en cloro y 4apor de a"ua a *)0 o! y en un 30+1 < a )0 o!. !alcule el calor medio de reacción a presión constante del proceso.
)3.
El "rado de disociación del P!l en P!l * y !l2 a 200 o! y presión de 1 atm es 0+)8 siendo tambin el mismo a 20 o! y +8 atm. !alcule a. b.
El calor medio de disociación del P!l entre las dos temperaturas. 7a temperatura a l a cual el P!l se disocia en un 30+31< a la presión de 1 atm.
)8.
: la temperatura de )00 o! la presión del !/ 2 en equilibrio con el carbonato de ma"nesio y el ó6ido de ma"nesio es i"ual a 1 atm. !onociendo los calores de -ormación de las tres sustancias& 0 '0 K"!/* ( 23+8 H !/2 ( 9)+0 kcalmol+ 0 kcalmol+ ' K"/ ( 1)+1 kcalmol+ que los consideraremos constantes con la temperatura+ determine la temperatura a la cual la presión de equilibrio del !/2 ser5 i"ual a 0+2* mm '" que es la presión no rmal del dió6ido de carbono en el aire.
)9.
Para la reacción "aseosa&
el calor de reacción a presión constante es #*0 calmol. Fi a 2 o! la constante de equilibrio es > P ( 0+820 Mcu5ntos moles de ! 2%2 se -ormar5n
a 100 o!+ cuando 1 mol de ! 2'2 y 2 moles de % 2/ se ponen en contacto a la presión total de 1 atmO
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 3
0.
'alle la constante de equilibrio a 2 o! de la reacción para la cual+ la entalpía de reacción es ' 0 ( 11+3 kcal por mol de benceno -ormado a 2 o! y las entropías absolutas del "rato+ $idró"eno y benceno líquido a 2 o!+ e6presadas en cal?> #1?mol#1+ son 1+), *1+1 y )1+9 respecti4amente.
Oposiciones 1.
: *00 > y 1 atmós-era de presión+ el tetró6ido de dinitró"eno est5 disociado un 20< en dió6ido de nitró"eno. !alcule la constante de equilibrio y la 4ariación de ener"ía libre normal para dic$a temperatura. ( 0+082 atm AA> Amol !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1933
2.
!uando el amoniaco puro se conser4a o )80 o! y a la presión de 1 atmós-era+ se disocia para dar un "as que contiene 20< de amoniaco en 4olumen. %etermine& a. b. c.
*.
El "rado de disociación. 7a constante de equilibrio a esta temperatura a partir de las presiones parciales. 7a composición a la misma temperatura+ pero ba;o la presión de atm. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1933
El ión salicilato reacciona con el 5cido bórico&
Fe sabe que la solubilidad del salicilato de cadmio en a"ua pura es *1+ A10#* K. Cna disolución que es 0+0 K en salicilato de sodio y 0+0 K. en 5cido bórico se a"ita $asta el equilibrio con salicilato de cadmio sólido en e6ceso. Cna 4e alcanado el equilibrio+ la concentración del ión cadmio es 0+02 K. 'alle la constante de equilibrio de la reacción indicada. Fe supone que los coecientes de acti4idad son todos i"uales a la unidad y que el 5cido bórico no se disocia en iones. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1933 ).
El pentacloruro de -ós-oro "aseoso se disocia en tricloruro de -ós-oro y cloro+ ambos tambin "aseosos. : 200 o! y * atm la densidad de la mecla "aseosa en equilibrio es 12+*) "l. !alcule la temperatura a la cual la disociación de pentacloruro de -ós-oro+ na;o la misma presión+ ser5 del 0<& siendo 13+*8 kcal la 4ariación de entalpía correspondiente a la disociación de un mol de pentacloruro de -ós-oro.
Kasas atómicas& !l ( *+) u, P ( *0+93 u !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1933
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 8
.
Para la reacción "aseosa& a 900 >+ ' 0 ( *)+)2 kcal y @ 0 ( +* kcal. !alcule el < de ' 2 presente en el equilibrio al pasar eteno puro sobre un cataliador des$idro"enante a dic$a temperatura y 1 atm de presión. !alcule la constante de equilibrio a 1000 >. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1938
.
!uando se calienta pentacloruro de -ós-oro en un recipiente cerrado o 20 o ! y 1 atm de presión se disocia el 80< en cloro y tricloruro de -ós-oro. !alcule& a. b. c.
3.
El tanto por ciento de pentacloruro de -ós-oro que se $abr5 disociado a 2 atm de presión total y 20 1!. El nLmero de moles de pentacloruro que se -orman cuando se meclan 23+) " de tricloruro de -ós-oro y 3+09 " de cloro en un recipiente de 10 litros a 20 o! . 7a presión parcial de cada "as y la presión total en el equilibrio cuando se meclan 2 mol de pentacloruro y 1 mol de tricloruro en las mismos condiciones del apartado anterior. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1938
Para el equilibrio& la constante de equilibrio a 93+ > 4ale > p ( 1 atm. Fe introducen en un recipiente de 1 l y a 93+ > dos moles de :+ tres moles de Q y un mol de !. !alcule& a. b.
7a presión total y las presiones parciales de cada componente en el equilibrio. El nLmero de moles de cada componente en el equilibrio. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1938
8.
7a >p para la disociación del P!l en P!l* y !l 2 a 200 o! es i"ual a 0+*03. 7a 4ariación de entalpía para esta reacción en el inter4alo de temperaturas que se considera se puede tomar como constante e i"ual a 13+*80 kcal. !alcule > p a 2*2 o! y $alle+ a esa temperatura+ y a la presión de * atm+ el "rado de disociación del P!l . !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1938
9.
7a presión de 4apor de a"ua en equilibrio con una mecla !u!l 2 A2'2/s y !u!l2 A'2/s a ** > es 0+*2 atm y a 291 > es 0+00)9 atm. Fe pide& a. b. c.
Escriba la reacción y e6prese su constante de equilibrio > p. !alcule los 4alores de >p y > c a las temperaturas mencionadas. MFer5 estable el !u!l2 A'2/s en contacto con aire a 291 > y a una $umedad relati4a de 3 ( 1+ mm '"
!on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1938
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 9
0.
:l calentar los 4apores de P!l se descomponen se"Ln la si"uiente reacción& 7a densidad de la muestra parcialmente disociada a 1 atm y 2*0 o! es )+80 "l. !alcule > p y @0 Kasas atómicas& P ( *1 u, !l ( *+ u. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1939
1.
El tetró6ido de dinitró"eno est5 disociado en un * < a 0o! y presión total de 1 atm. !alcule&
a. b.
2.
El porcenta;e de disociación a 0 o! y una presión total de 2 000 mm '". 7a presión total a la cual el tetró6ido de dinitró"eno est5 disociado en un 3 < a la misma temperatura. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1939
Para la reacción "aseosa& el calor molar de reacción 4ale *0 cal. Fabiendo que a 2 o! > p tiene por 4alor 0+82. M!u5ntos moles de ! 2%2 se -ormar5n a 100 o! cuando 1 mol de !2'2 y 2 moles de % 2/ se pon"an en contacto a la presión total de una atmós-eraO !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1939
*.
!alcule la presión de equilibrio del /2 sobre el De/s y el Des a la temperatura de 1200 o! sabiendo que para la reacción&
a 2 o! ' ( )+2 kcalmol y que los 4alores de la entropía y el calor molar a presión constante son los si"uientes&
De/ . De . /2 .
!on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1981
).
En la -abricación del trió6ido de au-re por el mtodo de contacto se diri"e a un $orno de contacto calentando a 00 o! un "as de tostación que posee la si"uiente composición 4olumtrica centesimal& nitró"eno& 8<, dió6ido de au-re& 10<, o6í"eno& <. 7a presión permanece constante a una atmós-era. %e esta manera el 9< del dió6ido de au-re se trans-orma en trió6ido. !alcular >p para la reacción&
!atalua 1982
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 10
.
: )00 o! y una presión total de 10 atm el amoniaco est5 disociado en un 98< en nitró"eno e $idró"eno. !alcule > p y > c para la disociación del amoniaco a esta temperatura. !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 1982
.
El 4alor de la constante de equilibrio para la reacción entre el !/ 2 y "rato en e6ceso+ a 813 o!+ es > p ( 9+1 atm+ y la 4ariación de entalpía de la misma es '0( )1+21 kcalmol+ siendo el equilibrio& Fe pide& a. b. c.
3.
:n5lisis de los "ases en el equilibrio+ a 813 o!+ y una presión de )+0 atm. : la misma temperatura Mpara qu presión total el an5lisis de los "ases en el equilibrio puede dar un +0 < de !/ 2 en 4olumenO Fi la presión es de )+0 atm Ma qu temperatura el an5lisis de los "ases puede dar el +0 < de !/ 2O !on4ocatoria de oposiciones de a"re"ados de bac$illerato de 198
Cna masa de )+) " de !/ 2 se introduce en un matra de 1 litro que contiene carbono sólido en e6ceso+ a 1 000 o!+ $asta que se alcana el equilibrio. 7a densidad "aseosa en el equilibrio corresponde a un peso molecular medio de *.
a. b.
c.
d.
8.
!alcule la presión de equilibrio y el 4alor de la > P. Fi a$ora se introduce una cantidad adicional de $elio inerte $asta que se duplica la presión total+ Mcu5l ser5 la cantidad de !/ en el equilibrioO Fi se duplica el 4olumen del matra+ introduciendo 'e para mantener la misma presión total+ Mqu le ocurre a la cantidad de !/ en el equilibrioO Fi en a. $ubiera realmente 1+2 " de carbono sólido presente+ Mcu5ntos moles de !/ 2 tendrían que $aberse introducido para que en el equilibrio sólo quedaran traas de carbonoO Fi la >P para el equilibrio se duplica al aumentar 10 o! la temperatura+ Mcu5l es la ' o de la reacciónO :ndalucía 199)
7a densidad del tetró6ido de dinitró"eno es de 2+08 "dm * a 0 o! y 1 atm de presión total. !alcule el "rado de disociación de dic$o compuesto y la constante de equilibrio de& para dic$as condiciones de presión y temperatura. Kasas atómicas / ( 1 u, B ( 1) u. Kadrid 199)
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 11
9.
!onsidrese el equilibrio en el cual el !/ se rompe trmicamente en !/ 2 y ! a temperaturas ba;as& EstLdiese la estabilidad del !/ con la temperatura+ cuando a la presión total de 1 atm+ la mecla "aseosa conten"a& a. 90 < de !/ en 4olumen+ b. 90 < de !/ 2 en 4olumen. %atos&
@alicia 199
30.
: 813 o! la constante > P para la reacción entre el !/ 2 puro y "rato caliente en e6ceso es 10. !alcule& a. El 4alor de >c. b. El an5lisis de los "ases en el equilibrio a 813 o! y P ( ) atm. c. 7a presión parcial del !/ 2 en el equilibrio. d. Para que presión total dar5 el an5lisis de "ases+ un < de !/2 en 4olumen. Kadrid 199
31.
El porcenta;e de disociación del a"ua a 100 > es 1+93 A10#2 < y a 1000 > es * A10# <. !alcule la 4ariación de entalpía correspondiente a la reacción& en el inter4alo de temperaturas indicado+ suponiendo que la presión de equilibrio es de una atmós-era+ que los "ases se comportan idealmente y que la 4ariación de entalpía no depende de la temperatura en el inter4alo de temperatura considerado. !atalua 199
32.
El porcenta;e de disociación del a"ua a 1 00 > es 1+93 A10#2 < y a 1 000 >+ * A10# <. !alcule la 4ariación de entalpía correspondiente a la reacción& en el inter4alo de temperaturas indicado+ suponiendo que la presión en el equilibrio es 1 atm+ que los "ases se comportan idealmente y que la 4ariación de entalpía no depende de la temperatura en el inter4alo de temperaturas considerado. !atalua 199 y @alicia 200)
3*.
7as ener"ías libres normales est5ndar del butano y del metilpropano a 298+2 > de temperatura son+ respecti4amente #1+3 kJmol y #18+0 kJmol
%etermine la composición en el equilibrio a dic$a temperatura+ si se parte de un mol de butano. E6tremadura 1998
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 12
%adas las si"uientes ener"ías libres est5ndar de -ormación a 2 o!
3).
!o @0 !alcule @0 y la constante de equilibrio >
a.
b. c.
3.
!alcule la presión de 4apor del a"ua a 2 o! Fe meclan !/+ !/2 e '2 de manera que la presión parcial de cada uno es de 1+00 atm y la mecla se pone en contacto con un e6ceso de a"ua líquida. M!u5l es la presión parcial de cada "as en el equilibrio a 2 o!O Fe supone que el 4olumen ocupado por la mecla "aseosa es constante. ( 8+*1) J A> #1 Amol#1 !atalua 1999
El carbonato de sodio se produce comercialmente calentando bicarbonato de sodio+ el cual se descompone se"Ln la reacción El calor necesario se obtiene quemando un combustible "aseoso cuya composición 4olumtrica es *0 < de !' ), 20 < de !/ 2, 2 < de !/ y 2 < de B2. !alcule& a.
El poder caloríco en kcalmol+ de dic$o combustible+ suponiendo una combustión total del mismo en la que se obtiene el a"ua en -orma de 4apor b. 7a cantidad de combustible medida en m* a 2 o! y 1 atmós-era que debe emplearse para obtener una tonelada de carbonato de sodio+ suponiendo que sólo el 30 < del calor liberado en la combustión se apro4ec$a en la reacción 1 c. 7a temperatura a la cual la reacción 1 se encuentra en equilibrio. d. 7a entalpía de combustión del !' ) " a la temperatura de 00 > %atos& Kasas atómicas, Ba ( 2* u, ! ( 12 u, / ( 1 u.
0
'
- kcalmol
F0 .cal>
! calmol?> Kadrid 2000
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 1*
3.
Para el equilibrio de disociación del bromo molecular "as en bromo atómico tambin "aseoso se $a encontrado que a la temperatura de 1)00 > la constante de equilibrio > p 4ale *+03 A10* cuando la presión se mide en Pa+ mientras que a 100 > la misma constante 4ale 2+8 A10). %etermine& a. b.
33.
El porcenta;e de bromo que se $a disociado a 100 >+ teniendo en cuenta que a esta temperatura la presión total de los "ases contenidos en el recipiente es de 10 kPa. El incremento de entalpía de la reacción supuesta independiente de la temperatura o calor de reacción. !atalua 2000
El pentacloruro de -ós-oro+ al calentarse+ se descompone en una mecla de tricloruro de -ós-oro y cloro. Fi calentamos pentacloruro de -ós-oro a 190o! y a una presión de 1 atm obser4amos que+ al establecerse el equilibrio+ la densidad de la mecla de los tres "ases presentes es +1 4eces la del aire en estas mismas condiciones. !on estos datos obten"a una e6presión que nos permita calcular para este equilibrio el coeciente de disociación del pentacloruro de -ós-oro en -unción de la presión de la mecla+ manteniendo constante la temperatura a 190o!.
!onsidere que todas las des4iaciones respecto del comportamiento esperado de un "as per-ecto son despreciables. Kasas atómicas& !l ( *+ u, P ( *1 u, ( 0+082 atm Almol A> %ensidad del aire en condiciones normales ( 1+29 "l Galencia 200
38.
El pentacloruro de -ós-oro se disocia se"Ln la ecuación&
: 20 =! y 1 atm de presión la densidad del P!A parcialmente disociado es i"ual a 2+9 "l. %etermine el "rado de disociación del pentacloruro de -ós-oro y la constante de equilibrio >p a dic$a temperatura. Fupon"a comportamiento ideal para los "ases. %atos (0+082 atm?lmol?>, masas molares K!l(*+ "mol, KP(*1 "mol. Kurcia 200 39.
7a reacción tiene a 2 o! una 4ariación de ener"ía libre normal de @ 0 ( 13*+1 kJmol. 7a entalpía normal de la reacción es de ' 0 ( 180+ kJmol. !olocamos en un recipiente aire considrese que su composición en 4olumen es de 21 < d e /2 y 39 < de B 2 a 2 o! y 1 atmós-era de presión. M: qu temperatura $emos de calentar para que el 0 < del o6í"eno reaccioneO
%ato& ( 8+*1) Jmol?> Galencia 2008
Problemas de Termoquímica y Equilibrio # 1)
