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Preguntas y problemas 663

de todas las especies cuando se haya alcanzado el equi- 14.91 Cuando un compuesto gaseoso A se calienta, se disocia
librio. según la reacción
14.85 Una cantidad de 0.20 moles de dióxido de carbono se
A(g) Δ B(g) 1 C(g)
calentó a cierta temperatura con un exceso de grafi to en
un recipiente cerrado hasta que se alcanzó el siguiente
En un experimento, el compuesto A se calentó a cierta
equilibrio: temperatura hasta que su presión de equilibrio alcanzó
C(s) 1 CO 2 (g) Δ 2CO(g) 0.14P, donde P es la presión total. Calcule la constante
de equilibrio K P de esta reacción.
En estas condiciones, la masa molar promedio de los
14.92 Cuando un gas se calentó bajo condiciones atmosféri-
gases fue de 35 g/mol. a) Calcule las fracciones mola- cas, su color se hizo más intenso. Al calentar el gas por
res de CO y CO 2 . b) ¿Cuál es la magnitud de K P si la
arriba de 150°C el color se hizo más tenue, y a 550°C,
presión total es de 11 atm? (Sugerencia: La masa molar prácticamente no se detectó color. Sin embargo, a
promedio es la suma de los productos de la fracción
550°C, el color se restableció parcialmente al aumentar
molar de cada gas por su masa molar.)
la presión del sistema. ¿Cuál de las especies siguientes
14.86 Cuando la glucosa (azúcar de maíz) y la fructosa (azú- se ajusta mejor a la descripción anterior? Justifi que su
car de la fruta) se disuelven en agua, se establece el respuesta. a) Una mezcla de hidrógeno y bromo, b) bro-
siguiente equilibrio mo puro, c) una mezcla de dióxido de nitrógeno y
tetróxido de dinitrógeno. (Sugerencia: El bromo tiene
fructosa Δ glucosa
un color rojizo y el dióxido de nitrógeno es un gas café.
Un químico preparó una disolución de 0.244 M de fruc- Los demás gases son incoloros.)
tosa a 25°C y descubrió que en el equilibrio su concen- 14.93 En este capítulo se mencionó que un catalizador no
tración había disminuido a 0.113 M. a) Determine la modifi ca la posición de equilibrio porque acelera la
constante de equilibrio de la reacción. b) ¿Qué porcenta- rapidez de las reacciones hacia la derecha y la izquierda
je de fructosa se transformó en glucosa en el equilibrio? en la misma magnitud. Para probar este principio con-
14.87 A temperatura ambiente, el yodo sólido está en equili- sidere una situación en la que se establece un equilibrio
brio con su vapor a través de los procesos de sublima- del tipo
ción y deposición (vea la página 504). Describa cómo
usaría el yodo radiactivo, ya sea en forma sólida o de 2A(g) ΔB(g)
vapor, para demostrar que entre estas dos fases existe
un equilibrio dinámico. dentro de un cilindro que tiene acoplado un émbolo sin
peso. El émbolo está unido, por medio de un cordel, a la
14.88 A 1 024°C, la presión del oxígeno gaseoso originado cubierta de una caja que contiene un catalizador. Cuando
por la descomposición del óxido de cobre(II), CuO, es
el émbolo sube (expandiendo el contenido contra la pre-
de 0.49 atm:
sión atmosférica), la cubierta se levanta y el catalizador
4CuO(s) Δ 2Cu 2 O(s) 1 O 2 (g) queda expuesto a los gases. Cuando el émbolo descien-
de, la caja se cierra. Suponga que el catalizador acelera
a) ¿Cuál es la magnitud de K P de la reacción? b) Calcule
la reacción hacia la derecha (2A ¡ B) pero no modi-
la fracción de CuO que se descompone cuando se depo- fi ca el proceso inverso (B ¡ 2A). Describa qué pasa-
sitan 0.16 moles de este compuesto en un matraz de 2.0
ría si el catalizador se expusiera repentinamente al
L a 1 024°C. c) ¿Cuál sería la fracción si se utilizara una sistema en equilibrio que se muestra enseguida. ¿Este
muestra de 1.0 mol de CuO? d) ¿Cuál es la cantidad
experimento “ideal” lo convence de que no puede existir
mínima de CuO (en moles) necesaria para que se alcan- este tipo de catalizador?
ce el equilibrio?
14.89 Una mezcla que contenía 3.9 moles de NO y 0.88 moles
de CO 2 se hizo reaccionar en un matraz a determinada
temperatura de acuerdo con la ecuación
NO(g) 1 CO 2 (g) Δ NO 2 (g) 1 CO(g)
Se encontró que en el equilibrio estaban presentes 0.11
moles de CO 2 . Encuentre la constante de equilibrio K c
Cordel
de esta reacción. 2A B
14.90 La constante de equilibrio K c para la reacción
H 2 (g) 1 I 2 (g) Δ 2HI(g) Catalizador
es de 54.3 a 430°C. Al comienzo de la reacción están
presentes 0.714 moles de H 2 , 0.984 moles de I 2 y 0.886
moles de HI en un reactor de 2.40 L. Calcule las con-
centraciones de los gases en el equilibrio.