Page 696 - Quimica - Undécima Edición

666 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico

14.117 Considere la reacción entre NO 2 y N 2 O 4 en un contene- En esta representación, los átomos de H se omitieron y
dor cerrado: se supuso que un átomo de C se encuentra en cada
N 2 O 4 (g) Δ 2NO 2 (g) intersección de dos líneas (enlaces). La conversión es
de primer orden en cada dirección. La energía de acti-
Al comienzo de la reacción hay 1 mol de N 2 O 4 . En el
equilibrio, a moles de N 2 O 4 se han disociado en NO 2 . vación para la conversión silla ¡ bote es de 41 kJ/
21
12
mol. Si el factor de frecuencia es de 1.0 3 10 s ,
a) Desarrolle una expresión para K P en términos de a y
P, la presión total. b) ¿En qué forma ayuda la expresión ¿cuál es el valor de k 1 a 298 K? La constante de equili-
3
brio K c para la reacción es de 9.83 3 10 a 298 K.
formulada en el inciso a) para predecir el desplaza-
miento en el equilibrio por el incremento de P? ¿Esta 14.122 Considere la siguiente reacción a cierta temperatura
predicción es congruente con el principio de Le
Châtelier? A 2 1 B 2 Δ 2AB
14.118 La dependencia de temperatura por parte de la constan-
te de equilibrio de una reacción está dada por la ecua- La mezcla de 1 mol de A 2 con 3 moles de B 2 da origen
ción de van’t Hoff: a x mol de AB en equilibrio. La adición de 2 moles más
de A 2 produce otro x mol de AB. ¿Cuál es la constan-
¢H°
ln K 52 1 C te de equilibrio para la reacción?
RT
14.123 El yodo es moderadamente soluble en agua pero mucho
donde C es una constante. La siguiente tabla da la cons- más en el tetracloruro de carbono (CCl 4 ). La constante
tante de equilibrio (K P ) para la reacción a diferentes de equilibrio, también llamada coefi ciente de partición,
temperaturas para la distribución de I 2 entre estas dos fases

2NO(g) 1 O 2 (g) Δ 2NO 2 (g)
I 2 (ac) Δ I 2 (CCl 4 )
138 5.12 0.436 0.0626 0.0130
K p
T(K) 600 700 800 900 1 000 es de 83 a 20°C. a) Un estudiante agrega 0.030 L de
CCl 4 a 0.200 L de una disolución acuosa que contiene
Determine gráfi camente el valor de DH° para la reac- 0.032 g de I 2 . La mezcla se agita y después se deja que
ción. las dos fases se separen. Calcule la fracción de I 2 res-
tante en la fase acuosa. b) El estudiante ahora repite la
14.119 a) Utilice la ecuación de Van’t Hoff en el problema
14.118 para derivar la siguiente expresión, que relacio- extracción de I 2 con otros 0.030 L de CCl 4 . Calcule
la fracción de I 2 a partir de la disolución original que
na las constantes de equilibrio a dos diferentes tempera-
turas resta en la fase acuosa. c) Compare el resultado en b)
con una sola extracción utilizando 0.060 L de CCl 4 .
K 1 ¢H° 1 1 Comente las diferencias.
ln 5 a 2 b
K 2 R T 2 T 1 14.124 Considere el siguiente sistema en equilibrio
¿De qué forma esta ecuación sustenta la predicción N 2 O 4 (g) Δ 2NO 2 (g) ¢H° 5 58.0 kJ/mol
basada en el principio de Le Châtelier acerca del des-
plazamiento en el equilibrio con la temperatura? b) Las
presiones de vapor del agua son de 31.82 mmHg a 30°C a) Si el volumen del sistema de reacción cambia a una
temperatura constante, describa qué apariencia tendría
y 92.51 mmHg a 50°C. Calcule el calor molar de vapo-
rización del agua. una gráfi ca de un sistema de P contra 1/V. (Sugerencia:
Vea la fi gura 5.7.) b) Si las temperaturas del sistema de
14.120 El valor de K P para la reacción
reacción cambian a una presión constante, describa la
apariencia de una gráfi ca de un sistema de V contra T
SO 2 Cl 2 (g) Δ SO 2 (g) 1 Cl 2 (g)
(Sugerencia: Vea la fi gura 5.9.)
es de 2.05 a 648 K. Se coloca una muestra de SO 2 Cl 2 en 14.125 A 1 200°C, la constante de equilibrio (K c ) para la reac-
23
un contenedor y se calienta a 648 K mientras la presión ción I 2 (g) Δ 2I(g) es de 2.59 × 10 . Calcule las
total se mantiene constante a 9.00 atm. Calcule las pre- concentraciones de I 2 y de I después de abrir la válvula
siones parciales de los gases en equilibrio. y de que el sistema restablece el equilibrio a la misma
14.121 Las formas de “bote” y de “silla” del ciclohexano temperatura.
(C 6 H 12 ) son interconvertibles como se muestra a conti-
nuación:

1 L 2 L
k 1

k 1
0.100 mol I 2
Bote Silla 0.0161 mol I