Page 695 - Quimica - Undécima Edición

Preguntas y problemas 665

14.103 Considere la descomposición del cloruro de amonio a 14.110 Una estudiante colocó algunos cubos de hielo en un
determinada temperatura: vaso de vidrio con agua. Pocos minutos después se dio
cuenta de que algunos cubos de hielo se habían fusiona-
NH 4 Cl(s) Δ NH 3 (g) 1 HCl(g)
do entre sí. Explique lo sucedido.
Calcule la constante de equilibrio K P si la presión total 14.111 Considere los diagramas de energía potencial para dos
es de 2.2 atm a esa temperatura. tipos de reacciones A ΔB. En cada caso, responda a
14.104 A 25°C, las presiones parciales de equilibrio de NO 2 y las siguientes preguntas relacionadas con el sistema en
N 2 O 4 son de 0.15 y 0.20 atm, respectivamente. Si el equilibrio. a) ¿Cómo afecta un catalizador las rapideces
volumen se duplica a temperatura constante, calcule las de las reacciones hacia la derecha y hacia la izquierda
presiones parciales de los gases cuando se establece un en una reacción? b) ¿Cómo afecta un catalizador las
nuevo equilibrio. energías del reactivo y el producto? c) ¿Cómo afecta un
incremento en la temperatura a la constante de equili-
14.105 En 1899, el químico alemán Ludwig Mond desarrolló
un proceso para purifi car níquel convirtiéndolo al com- brio? d) Si el único efecto de un catalizador es hacer
descender las energías de activación para las reacciones
puesto volátil tetracarbonilníquel [Ni(CO) 4 ] (p.e. 5
42.2°C): hacia la derecha y la izquierda, demuestre que la cons-
tante de equilibrio permanece inalterada si se añade un
Ni(s) 1 4CO(g) Δ Ni(CO) 4 (g)
catalizador a la mezcla reactiva.
a) Describa cómo se podría separar el níquel de sus
impurezas sólidas. b) ¿Cómo recuperaría el níquel? [El
DH° f para el Ni(CO) 4 es de 2602.9 kJ/mol.] A B
14.106 Considere la reacción en equilibrio descrita en el pro- Energía potencial Energía potencial A
blema 14.23. En un matraz al vacío de 0.500 L se depo- B
sitan 2.50 g de PCl 5 y se calienta a 250°C. a) Determine
la presión del PCl 5 , suponiendo que no se disocia. b) Progreso de la reacción Progreso de la reacción
Calcule la presión parcial de PCl 5 en el equilibrio. c)
¿Cuál es la presión total en el equilibrio? d) ¿Cuál es el 14.112 La constante de equilibrio K c para la reacción 2NH 3 (g)
grado de disociación del PCl 5 ? (El grado de disociación Δ N 2 (g) 1 3H 2 (g) es de 0.83 a 375°C. Una muestra
está dado por la fracción de PCl 5 que se disocia.) de 14.6 g de amoniaco se coloca en un matraz de 4.00
14.107 Considere el sistema en equilibrio 3A Δ B. Describa L y se calienta a 375°C. Calcule las concentraciones de
gráfi camente los cambios en las concentraciones de A y todos los gases cuando se alcanza el equilibrio.
B en función del tiempo para las siguientes situaciones: 14.113 Una cantidad de 1.0 mol de N 2 O 4 se introdujo en una
a) al principio sólo está presente A; b) al principio sólo cámara evacuada y se permitió que alcanzara el equili-
está presente B, c) al principio sólo están presentes A y brio a cierta temperatura
B (A en mayor concentración). En cada caso, suponga
que la concentración de B es mayor que la de A en el N 2 O 4 (g) Δ 2NO 2 (g)
equilibrio. La masa molar promedio de la mezcla de reacción fue
14.108 La presión de vapor del mercurio es de 0.0020 mmHg a de 70.6 g/mol. a) Calcule las fracciones molares de los
26°C. a) Determine K c y K P para el proceso Hg(l) Δ gases. b) Calcule K P para la reacción si la presión total
Hg(g). b) Un químico rompe un termómetro y derrama fue de 1.2 atm. c) ¿Cuál sería la fracción molar si la
el mercurio en el piso de un laboratorio que mide 6.1 m presión aumentase a 4.0 atm al disminuir el volumen a
de longitud, 5.3 m de ancho y 3.1 m de alto. Calcule la la misma temperatura?
masa de mercurio (en gramos) que se evapora en el 14.114 La constante de equilibrio (K P ) para la reacción
equilibrio, así como la concentración de vapor de mer- C(s) 1 CO 2 (g) Δ 2CO(g)
3
curio en mg/m . ¿Esta concentración excede el límite
3
de seguridad de 0.05 mg/m ? (Ignore el volumen del es de 1.9 a 727°C. ¿Qué presión total se debe aplicar al
mobiliario y de los demás objetos del laboratorio.) sistema de reacción para obtener 0.012 moles de CO 2 y
14.109 A 25°C, una mezcla de los gases NO 2 y N 2 O 4 está en 0.025 moles de CO?
equilibrio en un cilindro con un émbolo móvil. Las con- 14.115 Las constantes de rapidez de reacción hacia la derecha
centraciones son [NO 2 ] 5 0.0475 M y [N 2 O 4 ] 5 0.487 y hacia la izquierda A(g) 1 B(g) Δ C(g) son 3.6 3
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24 21
M. El volumen de la mezcla gaseosa se reduce a la 10 /M ? s y 8.7 3 10 s , respectivamente, a 323 K.
mitad empujando hacia abajo el émbolo a una tempera- Calcule las presiones de equilibrio de todas las espe-
tura constante. Calcule las concentraciones de los gases cies, comenzando a P A 5 1.6 atm y P B 5 0.44 atm.
cuando el equilibrio es restablecido. ¿El color se volve- 14.116 La constante de equilibrio (K p ) para la reacción PCl 3 (g)
rá más oscuro o más claro después del cambio? [Suge- 1 Cl 2 (g) Δ PCl 5 (g) es de 2.93 a 127°C. Inicialmente
rencia: K c para la disociación del N 2 O 4 a NO 2 es de estaban presentes 2.00 moles de PCl 3 y 1.00 mol de Cl 2 .
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4.63 3 10 . El N 2 O 4 (g) es incoloro y el NO 2 (g) es Calcule las presiones parciales de los gases en el equi-
de color café.] librio si la presión total es de 2.00 atm.