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664 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico

14.94 La constante de equilibrio K c para la siguiente reacción
es de 1.2 a 375°C.
N 2 (g) 1 3H 2 (g) Δ 2NH 3 (g)
a) ¿Cuál es la magnitud de K P para esta reacción?
b) ¿Cuál es la magnitud de la constante de equilibrio a) b) c)
K c para 2NH 3 (g) Δ N 2 (g) 1 3H 2 (g)?
1
3
c) ¿Cuál es la magnitud de K c para N 2 (g) 1 H 2 (g) 14.100 La constante de equilibrio para la reacción 4X 1 Y
2
2
Δ NH 3 (g)? Δ 3Z es de 33.3 a cierta temperatura. ¿Cuál diagra-
ma de los que aquí se muestran corresponde al sistema
d) ¿Cuáles son las magnitudes de K P para las en equilibrio? Si el sistema no está en equilibrio, predi-
reacciones descritas en b) y c)?
ga la dirección de la reacción neta para alcanzar el equi-
14.95 Una ampolleta de vidrio sellada contiene una mezcla de librio. Cada molécula representa 0.20 moles, y el
gases NO 2 y N 2 O 4 . Describa qué pasaría con las volumen del contenedor es de 1.0 L. Las claves de color
siguientes propiedades de los gases cuando la ampolle- son X 5 azul, Y 5 verde y Z 5 rojo.
ta se calienta desde 20°C hasta 40°C: a) color, b) pre-
sión, c) masa molar promedio, d) grado de disociación
(de N 2 O 4 a NO 2 ), e) densidad. Suponga que el volumen
permanece inalterado. (Sugerencia: El NO 2 es un gas
café; el N 2 O 4 es incoloro.)
14.96 A 20°C, la presión de vapor del agua es de 0.0231 atm.
Determine K P y K c para el proceso a) b) c)

H 2 O(l) Δ H 2 O(g) 14.101 Alrededor de 75% del hidrógeno para uso industrial se
produce por el proceso de reformación de vapor. Este
14.97 El sodio metálico se obtiene en la industria por electró- proceso se lleva a cabo en dos etapas denominadas
lisis de cloruro de sodio fundido. La reacción en el reformación primaria y secundaria. En la etapa prima-
1
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cátodo es Na 1 e ¡ Na. Podríamos esperar que ria, se calienta una mezcla de vapor de agua y metano a
el potasio metálico se preparase por electrólisis de clo- 800°C y unas 30 atm sobre un catalizador de níquel
ruro de potasio fundido. Sin embargo, el potasio metá- para generar hidrógeno y monóxido de carbono:
lico es soluble en el cloruro de potasio fundido y, por lo
tanto, no es fácil recuperarlo. Además, el potasio se CH 4 (g) 1 H 2 O(g) Δ CO(g) 1 3H 2 (g)
evapora fácilmente a la temperatura de operación, lo ¢H° 5 260 kJ/mol
cual crea condiciones riesgosas. Por esta razón, el pota- La etapa secundaria se lleva a cabo a unos 1 000°C, en
sio se prepara por destilación de cloruro de potasio fun- presencia de aire, para convertir el metano sobrante
dido en presencia de vapor de sodio a 892°C: en hidrógeno:
1
Na(g) 1 KCl(l) Δ NaCl(l) 1 K(g) CH 4 (g) 1 O 2 (g) Δ CO(g) 1 2H 2 (g)
2
¢H° 5 35.7 kJ/mol
En vista de que el potasio es un agente reductor más a) ¿Qué condiciones de temperatura y presión podrían
fuerte que el sodio, explique por qué funciona este favorecer la formación de los productos en las etapas
método (los puntos de ebullición del sodio y del potasio primaria y secundaria? b) La constante de equilibrio K c
son de 892°C y 770°C, respectivamente). para la etapa primaria es de 18 a 800°C. i) Calcule la K P
14.98 En la fase gaseosa, el dióxido de nitrógeno es en reali- de la reacción. ii) Si al principio las presiones parciales
dad una mezcla de dióxido de nitrógeno (NO 2 ) y del metano y del vapor de agua fueran de 15 atm, ¿cuá-
tetróxido de dinitrógeno (N 2 O 4 ). Si la densidad de dicha les serían las presiones de todos los gases en el equili-
mezcla es de 2.3 g/L a 74°C y 1.3 atm, calcule las pre- brio?
siones parciales de los gases y la K P de la disociación 14.102 La fotosíntesis puede ser representada por
del N 2 O 4 .
6CO 2 (g) 1 6H 2 O(l) Δ C 6 H 12 O 6 (s) 1 6O 2 (g)
14.99 La constante de equilibrio para la reacción A 1 2B
¢H° 5 2 801 kJ/mol
Δ 3C es de 0.25 a cierta temperatura. ¿Cuál de los
diagramas que aquí se muestran corresponde al sistema Explique cómo alterarían el equilibrio los siguientes
en equilibrio? Si el sistema no está en equilibrio, predi- cambios: a) la presión parcial de CO 2 se incrementa, b)
ga el sentido de la reacción neta para alcanzar el equili- el O 2 se elimina de la mezcla, c) el compuesto C 6 H 12 O 6
brio. Cada molécula representa 0.40 moles, y el (glucosa) se elimina de la mezcla, d) se agrega más
volumen del contenedor es de 2.0 L. Las claves de color agua, e) se agrega un catalizador, f ) se reduce la tempe-
son A 5 verde, B 5 rojo, C 5 azul. ratura.