Ejercicios de cinética y de equilibrio químico con solución
Cinética de reacciones 61) Si en una reacción química al añadir un catalizador disminuye su energía de activación ¿será más rápida o más lenta? P! !"" #unio $%%&
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6$) "a reacción entre el e l cloro'ormo y el cloro( *l+ ,g) - l$ ,g) → l. ,g) - *l ,g) es de primer orden con respecto al *l + y de orden 1 ⁄ $ con respecto al l$ / Se pide( a) 0scriir la ecuación de velocidad para dic2a reacción/ ) ¿uál es el orden total de la reacción? c) 3ndica tres 'actores que a'ecta a la velocidad de reacción/ d) uando se añade un catalizador la velocidad de reacción aumenta/ "a energía de activación ,0a ) ¿aumenta o disminuye? P! !"" septiemre $%1% especí4ca 6+) "a reacción entre el cloro y el 2idrógeno para dar da r ácido clor2ídrico ,cloruro de 2idrógeno) sigue una cin5tica de primer orden con respecto al cloro y tami5n con respecto al 2idrógeno/ 0scrie la reacción a#ustada y la ecuación de velocidad de la misma/ l disminuir la concentración de los reactivos la velocidad ¿aumenta o disminuye? P! !"" septiemre $%11 6.) "as energías de activación de dos reacciones son 1% y $& 789mol ¿uál de las dos es la más rápida? P! !"" septiemre $%1$ 6:) Para la siguiente reacción( ;< ,g) - < ,g) → 1⁄ $ ;$ ,g) - <$ ,g) la cin5tica es de orden 1 respecto al ;< y d e orden 1 respecto al la constante de ve locidad a +$º es %+&: mol@1 " s@1 y a ..+º es 16% mol@1 " s@1/ a) alcula la energía de activación y el 'actor de 'recuencia/ ) ¿Ae qu5 orden es la reacción? Aato( B C &+1 mol@1 D@1 Besultado( a) 0a C 11. 789mol E 7 C + mol@1 " s@1 E ) 0s de segundo orden/ FF/ FF/ Guímica $H ac2illerato pg 1.I/ Proyecto Saer *acer/ 0d Santillana $%16 6) "a velocidad de una reacción a +:H es el dole que su velocidad a $:H/ alcula su energía de activación/
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6&) "a curva de concentración@tiempo de un producto de reacción es la siguiente/ alcula la velocidad de reacción para tC + s Besultado( v C %$ moles9litroJs KL ,mol9l)
1& 16 1. 1$ 1% %& %6 %. %$ %
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1
$
+
.
:
6
&
I
1%
11
1$
t ,s)
6I) Se 2an estudiado las constantes de velocidad en 'unción de la temperatura para la reacción( *+ M *$ 3 - ;a <* ⇄ *+ M *$ <* - ;a 3 <teni5ndose que su 'actor de 'recuencia ,) vale ./1J1% 1. l9molJs y que su energía de activación ,0a) es de &&%%% 89mol/ alcula la constante de velocidad a 6%N/ Besultado( 7 C $& l9molJs
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Equilibrio químico $1) 0l tetró=ido de dinitrógeno es un gas incoloro que se descompone en dió=ido de nitrógeno de color ro#o/ Saiendo que a $:H la constante DcC %1$: mol9l escria la reacción a#ustada y calcule el porcenta#e de tetró=ido disociado en dió=ido cuando se encierran %%+ moles de tetró=ido de dinitrógeno en un recipiente de 1 litro a $:H/ Besultado( α C 6$/:O
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$$) "a constante de equilirio Dc de la reacción( *$,g) - <$ ,g) @@ *$<,g) - <,g) es .$ a 16:% H/ Para iniciarla se inyectan %&% moles de * $ y %&% moles de <$ en un recipiente de :% litros/ a) alcular la concentración de cada sustancia en el equilirio Besultado(K*$LCK<$LC :$& 1%@+ mol9l K* $
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$+)
l calentar pentacloruro de antimonio se disocia segRn( Sl: ,g) @@ Sl+ ,g) - l$ ,g) 1&$ N y una presión total de 1 atm se disocia un $I/$O/ alcular( a) Dp y Dc/ Besultado( 7cC $/:+ 1%@+ mol9l Dp C %/%I. atm ) "a presión a que se disociará en un 6%O a la misma temperatura/ Besultado( pt C 1/$. atm cierta temperatura la constante de equilirio para la reacción( < ,g) - *$< ,g) ↔ <$ ,g) - *$ ,g) toma un valor DC . Si inicialmente e=iste un mol de monó=ido de carono y un mol de vapor de agua cuando se alcanza el equilirio/ ¿uántos moles de monó=ido de carono quedarán? a)19. ) 19$ c) 19+ d) $9+ 8usti4car la respuesta Besultado( $9+ mol
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$.)
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$:) Aada la siguiente reacción( Pl: ↔ l$ - Pl+ Si inicialmente tenemos %: moles de pentacloruro de 'ós'oro y en el equilirio a $ atm y $%% H 2ay %1 moles de cloro calcular( a) 0l grado de disociación/ Besultado( α C $% O ) Su Dc y su Dp/ Besultado( DcC $/1.: 1%@+ mol9l 7pC %/%&+ atm
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$6) Se introducen %6% moles de tetraó=ido de dinitrógeno ,;$<.) en un recipiente de 1% litros a +.&$D/ 0n el equilirio( ;$<. ,g) $ ;<$ ,g) Si la presión ,en el equilirio) es de $ atm calcula( a) 0l grado de disociación/ Besultado( α C 16/6O ) 0l nRmero de moles de cada sustancia en el equilirio/ Besultado( n;$<. C %/: molesE n ;<$C %/$ moles c) 0l valor de Dp a esa temperatura/ Besultado( Dp C %/$$& atm @1 @1 Aatos( BC%%&$ atmJ"/Jmol JD
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$) 0n un matraz de 1: litros en el que se 2a 2ec2o el vacío se introducen %%& moles de ;$<. y se calienta a +:º/ Parte del ;$<. se disocia en ;< $ segRn el equilirio químico( ;$<. ,g) ↔ $;<$ ,g) uando se alcanza el equilirio la presión total es de $$ atm/ alcular( a) 0l grado de disociación/ Besultado( α C %/6&: ) 0l valor de Dc/ Besultado( Dc C %/+16 mol9l c) "a presión parcial del ;<$ en equilirio/ Besultado( P ;<$ C1/&+ atm $&) 0n un recipiente de 1% litros se introducen %61 moles de <$ y %+I moles de * $ y se calienta a 1$:% º segRn la reacción( <$ - *$ ↔ < - *$< Si el valor de la constante de equilirio Dp es 1.&6 calcular( a) "a composición de la mezcla en el equilirio/ ) Si una vez conseguido el equilirio se añaden al recipiente %$ moles de 2idrógeno manteniendo constante la temperatura calcular la composición del nuevo equilirio/ Besultados(
K<$L
K*$L
K
K*$
,mol9l) ,mol9l)
+/: 1%@$ +/1$ 1%@$
1/+ 1%@$ 1/I 1%@$
$/6 1%@$ $/I 1%@$
$/6 1%@$ $/I 1%@$
$I) 0n un recipiente cerrado de .%% ml en el que se 2a 2ec2o el vacío se introducen $%+$ g de yodo y 1$&% g de romo/ Se eleva la temperatura a 1:% º y se alcanza el equilirio( 3 $ ,g) - >r$ ,g) ↔ $ 3>r ,g) alcular( a) "as concentraciones molares y la presión total en el equilirio ) Dp para este equilirio a 1:% º/ Aatos( D ,1:% º) C $&%E B C %%&$ atm l 9mol DE mas/ atóm/ ,>r) C II E mas/ atóm/ ,3) C 1$6I P! !"" #unio $%%6
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+%) 0l S<l$ es un reactivo que se utiliza a escala industrial en muc2os procesos de síntesis/ 0ste compuesto se disocia a +: D segRn la siguiente reacción( S<l$ ,g) ↔ S< ,g) - l$ ,g) Si colocamos en un matraz de 1 litro 6: gramos de S<l$ a la temperatura de +: D y 1 atm de presión y saemos que el valor de la D p es $./ alcular( a) 0l grado de disociación ,α) y el valor de Dc/ ) "as presiones parciales de cada uno de los gases presentes en el e quilirio/ Aatos( at/,S) C +$ umaE at/,l) C +:: uma at/,<) C 16 uma/
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+1) 0l dió=ido de nitrógeno es un compuesto que contriuye a la 'ormación del smog 'otoquímico en lo procesos de contaminación urana deido a que a temperaturas elevadas se descompone segRn la reacción( $ ;<$ ,g) ↔ $ ;< ,g) - <$ ,g) Si en un recipiente de $ litros se introduce ;< $ a $:º y $11 atm de presión y se calienta 2asta +%%H ,a volumen constante) se oserva que la presión una vez que se alcanza el equilirio es de :% atm/ alcular a +%% º a) 0l grado de disociación del dió=ido de nitrógeno/ ) 0l valor de Dc y Dp/ Aatos( B C %%&$ atm/"9mol/ D/ P! !"" #unio $%%&
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+$) 0n un matraz se introducen inicialmente I$ g de tetraó=ido de dinitrógeno ,;$<. ) a $: º con lo que dic2o compuesto se disocia en dió=ido de nitrógeno ,;< $) segRn el equilirio( ; $<.,g) ↔ $ ;<$,g)/ Saiendo que la constante de equilirio D p vale %1.$ a dic2a temperatura y que la presión total en el equilirio es de 1$ atmós'eras/ alcular( a) 0l grado de disociación/ ) "as presiones parciales de cada uno de los gases en el equilirio/ c) 0l valor de Dc/ Aatos( B C %%&$ atm l 9mol DE mas/ atóm/ ,;) C 1. E mas/ atóm/ ,<) C 16 P! !"" septiemre $%%6
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++) 0n un recipiente de : litros se introduce un mol de S<$ ,g) y otro de o=ígeno calentándose la mezcla en un matraz 2asta 1%%% D/ 0n el recipiente se produ#o la siguiente reacción( $ S<$ ,g) - <$ ,g) ⇔ $ S<+ ,g) nalizada la mezcla de reacción en el equilirio se 2alló que se encontraan presentes %/1:% moles de S<$ ,g)/ alcula( a) "a cantidad de S<+ ,g) que se 2a 'ormado/ Besultado( nS<+ C %/&:% moles ) "a presión total en el recipiente/ Besultado( pt C $:/&+ atm c) "a constante de equilirio Dp / Besultado( Dp C +/.% atm@1
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+.) 0n un recipiente de $ litros se introduce 1 mol de S<$ y $ moles de <$ y se calienta a :%N estaleci5ndose el siguiente equilirio( $ S<$ ,g) - <$ ,g) ⇆ $ S<+ ,g) !na vez que se 2a alcanzado el equilirio se encuentran %1& moles de S< $ / alcula( a) "os moles de <$ y S<+ presentes en el equilirio/ Besultado( n<$ C 1:I molesE nS<+ C %/&$ moles ) "a presión total generada en esas condiciones por los gases en el equilirio Besultado( pt C 1%&6 atm c) 0l valor de D c y Dp / Besultado( Dc C $61% litros mol@1 E Dp C %+11 atm @1 Aatos( B C %%&$ atm/l/D @1 /mol @1 P! !"" #unio $%1:
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+:) 0n un recipiente cerrado de %: " de capacidad se introducen .% g de 3$ y $:6 g de >r$/ "a mezcla se calienta a $%% N y se alcanza el siguiente equilirio( 3$ ,g) - >r$ ,g) ⇆ $ 3>r ,g) "a constante de equilirio de esta reacción D c C $&%/ alcula( a) "os moles de cada sustancias presentes en el equilirio/ Besultado( n3$ C n3>r$ C%%1 molesE n3>r C %/$&6 moles ) "a constante de presiones Dp/ Besultado( Dp C $&$ c) "a presión total de la mezcla de gases en el equilirio/ Besultado( pt C $.&$ atm Aatos( asas atómicas 3 C 1$ uE >r C II u/
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BC %%&$ atmJ"JD@1Jmol@1 P! !"" #unio $%1+
+6) 0n un recipiente de 1: litros se introducen + moles de pentacloruro de 'ós'oro ,Pl:)/ uando se alcanza el equilirio a +I% D el pentacloruro de 'ós'oro se 2a disociado un 6%O segRn el siguiente equilirio( Pl: ,g) ⇆ Pl+ ,g) - l$ ,g) alcular( a) "as concentraciones de cada una de las especies en equilirio/ Besultado( KPl+L C Kl$L C 1$ moles9litroE KPl:L C %& moles9litro ) 0l valor de Dc/ Besultado( Dc C 1& mol9l c) 0l valor de Dp Besultado( Dp C :6 atm @1 @1 Aatos( BC %%&$ atmJ"JD Jmol P! !"" #ulio $%1.
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+) 3ntroducimos %$ moles de pentacloruro de antimonio ,Sl: ) en un recipiente de %: litros y los calentamos a :&:N de#ando que se alcance el equilirio( Sl: ,g) ⇆ Sl+ ,g) - l$ ,g) Para esta reacción a la temperatura de :&:N Dc vale &:$ /alcula( a) 0l grado de disociación/ Besultado( α C I:O ) "a concentración de las especies presentes en el equilirio/ Besultado( KSl+L C Kl$L C %+I moles9litroE KSl :L C 1%@$ moles9litro c) "a presión de la mezcla gaseosa/ Besultado( pt C :::& atm @1 @1 Aatos( BC %%&$ atmJ"JD Jmol P! !"" #unio $%1.
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+&) 0l ;$<. ,g) se descompone segRn el siguiente equilirioE ;$<. ,g) ⇆ $ ;<$ ,g) Si a $:N se introducen %6+: g de ;$<. en un recipiente de $%% ml se oserva que una vez alcanzado el equilirio el grado de disociación es %1&:/ alcular( a) "as concentraciones de cada una de las especies en el equilirio/ Besultado( K;$<.L C $&1J1%@$moles9litroE K;< $L C 1$&J1%@$ moles9litro ) "as constantes D c y Dp / Besultado( Dc C :&+J1%@+ mol9" E D p C %1. atm c) "as presiones parciales de cada una de las especies en el equilirio/ p ;$<. C %6&66 atm E p ;<$ C %+1+ atm Aatos( asas atómicas ; C 1. uE < C 16 u/ B C %%&$ atmJl9molJD P! !"" #ulio $%1:
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+I) !n matraz de . litros se llena con 1$&% g de metano/ l calentar a 1%%%D la presión se eleva 2asta $$:: atm deido a la disociación del metano segRn la reacción *. ,g) ⇄ ,s) - $ * $ ,g) alcula( a) "a constante de presión D p ) 0l grado de disociación del * . en el equilirio/
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Besultado( Dp C 1.& atm Besultado( α C +:O
.%) "a constante de equilirio de la reacción Pl: ,g) ⇆ Pl+ ,g) - l$ ,g) a $:%% es Dp C 1%: atm/ "a reacción se inicia con una mezcla de los tres gases cuyas presiones parciales iniciales son( p Pl: C %1 atm E p Pl+ C %$$+ atm y pl$ C %111 atm/ Aetermina( a) 0l valor de la constante Dc a esa temperatura/ Besultado( Dc C %$.: mol9" ) "as concentraciones de todas las especies en el equilirio/ Besultado( KPl:L C 161 1%@+ mol9"E KPl +L C $ 1%@+ mol9"E Kl$L C :11 1% @+ mol9" Aatos( BC %%&$ atmJ"JD@1Jmol@1 FF/ Guímica $H ac2illerato pg $%$ e#/ +:/ Proyecto Saer *acer/ 0d Santillana $%16
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Equilibrio químico y termodinámica
:1) alcular la variación de la energía lire de Tis y la constante de equilirio de presiones 7p para la comustión del metano a $I& D/ Aatos( % S% *. ,g) C 1&6/+ 89mol D ∆*' *. ,g) C @./& 789mol % S% <$ ,g) C $1+/. 89mol D ∆*' <$ ,g) C @+I+/: 789mol % S% *$< ,g) C 1&&/ 89mol D ∆*' *$< ,g) C @$.1/6 789mol S% <$ ,g) C .I/% 89mol D Besultado( ∆THC @&I+/$ 78 espontánea
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:$) alcular la variación de la energía lire de Tis y la constante de equilirio de presiones 7p para la o=idación del S<$ a S<+ ( S<$ - U <$ S<+/ Aatos( % S% S<+ ,g) C $::/I 89mol D ∆*' S<+ ,g) C @+I:/ 789mol % S% S<$ ,g) C $.&/+ 89mol D ∆*' S<$ ,g) C @$I6/. 789mol S% <$ ,g) C $%./& 89mol D Besultado( ∆* C @II/+ 789mol ∆S C @I./& 89mol D
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Equilibrio químico y producto de solubilidad
&1) a) 0scria el equilirio de soluilidad y otenga la e=presión de la soluilidad en 'unción del producto de soluilidad Dps del di2idró=ido de calcio/ ) Si se añade una disolución de 2idró=ido de sodio a una disolución saturada de la sal anterior ¿aumenta o disminuye la soluilidad de la sal? Aatos( Dps a,<*)$ C 1+ V 1%@6 Besultado( s C 6& 1%@+ mol9l
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&$) a) 0scrie el equilirio de soluilidad del yoduro de plomo ,33) ,P3 $) / ) alcula la soluilidad en agua del yoduro de plomo ,33) en moles9"/ c) 0=plica #usti4cando la respuesta 2acia dónde se desplaza el equilirio de precipitación si añadimos a una disolución saturada de P3 $ volRmenes de otra disolución de PS<. / ¿Se disolverá más o menos el yoduro de plomo ,33)? Aatos( Dps , P3$) C 1/. = 1%@& Besultado( ) s C 66 1%@$ mol9" P! !"" #unio $%16
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&+) a) "a constante del producto de soluilidad del aW $ a $%º es +I/1%@11/ ¿uál será su soluilidad a esa temperatura e=presada en moles9"? ) Si tomamos una muestra de calcita que está 'ormada e=clusivamente por caronato de calcio ,a<+) y determinamos su soluilidad en agua a $: º otenemos un valor de %&/1%@+ g9"/ alcula la constante del producto de soluilidad del a< + / Aatos( asas atómicas a C .% uE W C 1I uE C 1$ uE < C 16 u/ Besultado( a) s C $1 1%@. mol9" E ) 7 ps C :% 1%@I P! !"" #unio $%1+
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&.) a) Saiendo que a $:º la soluilidad molar del Xuoruro de plomo ,33) ,PW $) vale $1 1% @+ mol9"/ alcula el valor de la constante del producto de soluilidad de dic2o compuesto/ ) Qeniendo en cuenta que a $: º la constante del producto de soluilidad del 2idró=ido de 2ierro ,333) ,We,<*) +) vale 1% 1%@+6 / alcula la soluilidad molar de dic2o compuesto/ Besultado( a) 7ps C $1 1%@+ E )s C .+I 1%@1% mol9" P! !"" #unio $%1$
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&:) a) 0scria el equilirio de soluilidad y otenga la e=presión de la soluilidad en 'unción del producto de soluilidad D ps del Xuoruro de magnesio ,diXuoruro de magnesio) ) Si se añade una disolución de 2idró=ido de magnesio ,di2idró=ido de magnesio) a una disolución saturada de la sal anterior ¿aumenta o disminuye la soluilidad de la sal? c) Si se e=traen iones Xuoruro ¿aumenta o disminuye la soluilidad de la sal? d) Si el Dps del cloruro de plata ,monocloruro de plata) es 1/J1% @1% ¿cuál de las dos sales es más solule? Aatos( Dps ,gW$ ) C 6. V 1%@I P! !"" septiemre $%1%
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&6) a) 0scria el equilirio de soluilidad del yoduro de plomo ,33) ,P3 $) y calcule la soluilidad del mismo/ ) 0=plique #usti4cando la respuesta 2acia dónde se desplaza el equilirio de precipitación si añadimos a una disolución saturada de ,P3 $) volRmenes de otra disolución de a3 $ / ¿Se disolverá más o menos el yoduro de plomo ,33)? Aatos( Dps ,P3$) C 1/. ⋅ 1%Y& P! !"" #unio $%1%
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