Equilibrio Químico (2.º Bach)

Problemas, cuestiones y ejercicios sobre equilibrio químico para alumnos de 2.º de Bachillerato.

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Equilibrio de descomposición del carbamato de amonio (6848)

El carbamato de amonio $\ce{NH4CO2NH2}$ es una sustancia de uso común (como fertilizante) con un equilibrio sólido-vapor que ha sido ampliamente estudiado desde mediados del siglo XIX y que actualmente está considerado como la base de la tecnología más avanzada (SCR, reducción catalítica selectiva) para la reducción de emisiones de óxidos de nitrógeno en motores diesel exigida por las nuevas legislaciones internacionales:

$\ce{NH4CO2NH2(s) <=> NH3(g) + CO2(g)}\ \ \ \Delta H^0 = 267.1\ kJ$

Para determinar su grado de disociación hasta alcanzarse dicho equilibrio se introducen 75.0 gramos de carbamato de amonio en un recipiente hermético de 750 mL. El equilibrio se alcanza a una temperatura constante de $25.0 ^oC$ , registrándose una presión de 0.116 atm y un valor de $\ce{K_P} = 2.312\cdot 10^{-4}\ \text{atm}^3$ .

a) Determina el grado de disociación del carbamato de amonio.

b) Determina las concentraciones de todas las especies en el equilibrio.

c) Determina el valor de $\ce{K_X}$ .

d) ¿Hacia dónde se desplazará la reacción hasta alcanzar un nuevo equilibrio si se incrementa la temperatura?
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Producto de solubilidad del hidróxido de cerio a partir del valor del pH (6731)

A $25 ^oC$ se prepara una disolución sobresaturada de hidróxido de cerio, $\ce{Ce(OH)3}$ , resultando un pH de 9.50. Suponiendo que el $\ce{Ce(OH)3}$ se ha establecido el equilibrio de disociación y que no hay otros equilibrios simultáneos en los que participen los iones $\ce{Ce^3+}$ y $\ce{OH-}$ en la disolución, calcula el valor de $\ce{K_S}$ para este compuesto.
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KC y KP para una reacción sabiendo los moles iniciales y el grado de disociación (6727)

Se ha estudiado la reacción del equilibrio siguiente, a 735 K y en un volumen de un litro:

$\ce{2NOCl <=> 2NO + Cl2}$

Inicialmente se introdujeron 2 moles de $\ce{NOCl}$ . Una vez alcanzado el equilibrio se comprobó que se había disociado en un $33.3\%$ del compuesto. Calcula los valores de $\ce{K_C}$ y $\ce{K_P}$ .
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KP y KC de un equilibrio de disociación conocido el grado de disociación (6725)

A $200 ^oC$ y presión de 1atm, el $\ce{PCl5}$ se disocia en $\ce{PCl3}$ y $\ce{Cl2}$ en un $49\%$ .Calcula:

a) $\ce{K_C}$ y $\ce{K_P}$ .

b) El grado de disociación a la misma temperatura pero a 10 atm de presión.
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Masa de agua necesaria para cambiar el número de fases de una disolución (6717)

Se mezclan 2 g de un soluto con 2 mL de agua ( $\rho_{\ce{H2O}} = 1\ \textstyle{g\over mL}$ ), resultando que la densidad de la disolución es $1.2 \ \textstyle{g\over cm^3}$ . La solubilidad del soluto en agua viene dada por la siguiente expresión:

$s(\textstyle{g\ S\over 100 g \ce{H_2O}}) = 0.01T^2 + 0.02T + 12$ (con T expresada en $^oC$ )

a) Para el sistema a $50 ^oC$ , halla la concentración $\textstyle{g\ S\over L\ D}$ de la disolución.

b) ¿Cuántos gramos de agua o soluto harán falta para modificar el número de fases del sistema?