|
||||||||
|
Equilibri PAU 1) set 06-2. A 25 °C disposem 2,20 g de iodur d'hidrogen gasós a dins d'un reactor d’ 1 litre de capacitat. A continuació escalfem el sistema fins a 725 K, temperatura a que el iodur d'hidrogen es descompon parcialment formant hidrogen i iode gasós. a) Escriviu la reacció associada a l'equilibri de descomposició del iodur d'hidrogen. [0,25 punts] b) Calculeu la pressió en pascals exercida pel iodur d'hidrogen gasós a 25 °C abans de descompondre's. [0,4 punts] c) Considerant que un cop assolit l'equilibri a 725 K queden a dins del reactor encara 1,72 g de iodur d'hidrogen sensé descompondre, calculeu el nombre de mols de cadascuna de les espècies en equilibri. [0,75 punts] d) Calculeu el valor de Kc a 725 K. [0,6 punts]
Dades: R = 0,082 atm L K-1 mol-1 = 8,314 J K-1 mol-1 Masses atomiques: I = 126,90; H = 1,01
SOL: b) 4,264·104 Pa b ) 1,345·10-2 1,875·10-3 c) 1,94·10-2
2) Juny06 serie 1-1. La sintesi del metanol (alcohol metílic) es basa en l'equilibri següent: CO(g)+2H2(g) < = > CH3OH(g) En un reactor cilíndric d'1 litre de capacitat es disposen 2 mol de CO i 2 mol d'hidrogen, i s'escalfa el conjunt fins a 600 K. Considérant que, un cop assolit l'equilibri a aquesta temperatura, s'han format 0,8 mol de metanol: a) Calculeu els mols de cada substància un cop assolit l'equilibri. [0,5 punis] b) Calculeu el valor de Kp 600 K. [1 punt] c) Indiqueu l'efecte que produirà sobre l'equilibri un augment del volum del recipient (imagineu-vos que el cilindre esta dotat d'un pistó que permet la variació del seu volum). Raoneu la resposta. [0,5 punts]
Dades: R = 8,314 J K mol-1; R = 0,082 atm L K-1 mol-1 SOL a) 1,2 mol, 0,4 mol, 0,8 mol b) 1,72·10-3 (en atm)
3) pau_quim05sl 3. La constant d’equilibri a 1259 K de la reacció: CO + H2O ---------- > CO2 + H2 és Kp = 0,64. En un recipient d’1 L es barregen 3 mol de CO i 1 mol de vapor d’aigua a una pressió total de 2 atm i a una temperatura de 1259 K. a) Indiqueu el valor de Kc a la mateixa temperatura. [0,5 punts] b) Determineu el nombre de mols de cada compost presents a l’equilibri. [1 punt] c) Justifiqueu com evolucionarà l’equilibri si deixem expandir el sistema a temperatura constant fins a duplicar-ne el volum. [0,5 punts] Dades:R = 0,082 atm · L · K–1 mol–1 = 8,314 J · K–1 mol–1
SOL: b) 2,316 mol/dm-3 0,316 mol/dm-3 0,684 mol/dm-3
4) OPCIÓ B SÈRIE 2 pau_quim02jl .5. La constant d’equilibri Kc per a la reacció: SO2 (g) + NO2 (g) -------------- > SO3 (g) + NO (g) és igual a 3 a una temperatura determinada.
.a) Justifiqueu per què no està en equilibri, a la mateixa temperatura, una mescla formada per 0,4 mol de SO2, 0,4 mol de NO2, 0,8 mol de SO3 i 0,8 mol de NO (en un recipient d’1 L). [0,5 punts]
.b) Determineu la quantitat que hi haurà de cada espècie un cop s’hagi assolit l’equilibri. [1 P]
SOL b) 0,44 mol 0,76 mol
5) SÈRIE 1 pau_quim05jl .2. El clorur de nitrosil (NOCl) és un gas que es descompon a temperatura elevada en monòxid de nitrogen (NO) i clor (Cl2), ambdós gasosos. Si s’introdueixen 2 mol de NOCl en un recipient d’un litre i s’escalfen a 650 K, s’arriba a l’equilibri quan s’ha descompost un 20% del reactiu. a) Trobeu la constant d’equilibri Kc a aquesta temperatura. [1 punt] b) Determineu la pressió final del recipient. [0,5 punts] c) Indiqueu alguna manera d’incrementar el rendiment de la reacció.[0,5 punts] Dades: R = 0,082 atm · L · K–1 mol–1 = 8,314 J · K–1 mol–1
SOL: a) 0,0125 mol dm-3 b)117,3 atm
6) SÈRIE 4 OPCIÓ B pau_quim05jl 4. Per a la reacció d’esterificació que té lloc entre l’àcid propanoic i l’etanol per donar propa-noat d’etil i aigua (totes les espècies són líquides): a) Escriviu l’equació de la reacció. [0,5 punts] b) Si la constant d’equilibri de la reacció és Kc = 16,0, trobeu les concentracions a l’e-quilibri quan la reacció s’inicia amb 1 mol de cada reactiu en un recipient d’1 litre de capacitat. [1 punt] a) Escriviu i anomeneu algun isòmer de l’èster format. [0,5 punts]
7) OPCIÓ B SÈRIE 5 pau_quim04sl 4. La reacció d’esterificació entre l’àcid acètic i l’etanol a 25 °C: CH3COOH + CH3CH2OH ----------- >CH3COOCH2CH3 + H2O arriba a l’equilibri quan s’han transformat en èster 2/3 del nombre de mols de reactius pre-sents a l’inici de la reacció. a) Calculeu la constant d’equilibri de la reacció (Kc) suposant que partim d’una mescla que conté el mateix nombre de mols dels dos reactius. [1 punt] b) b) Justifiqueu si el pH de la dissolució varia o no al llarg de la reacció. [0,5 punts] c) Usualment, aquesta reacció es duu a terme en presència d’una certa quantitat d’HCl que actua com a catalitzador. Discutiu quins avantatges pot implicar la utilització d’un catalitzador en la reacció. [0,5 punts]
SOL a) 4
8) SÈRIE 1 PAU. pau_quim04jl 3. El fosgè (COCl2) és un gas asfixiant que va ser utilitzat a la Primera Guerra Mundial i que actualment es fa servir en la síntesi de colorants i polímers. A 573 K, la constant d’equili-bri per a la descomposició del fosgè en CO i Cl2 és KP = 0,01 atm. a) Trobeu la constant d’equilibri Kc per a la reacció indicada. [0,5 punts] b) En un recipient de 100 L s’introdueix 1,0 mol de fosgè i s’escalfa a 573 K. Trobeu la composició final del recipient (pressions parcials o concentracions de cada espècie) un cop assolit l’equilibri. [1 punt] c) Indiqueu justificadament com influiria en la reacció la utilització d’un recipient més gran, a la mateixa temperatura i amb la mateixa quantitat inicial de fosgè. [0,5 punts] Dades: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 = 8,31 J · K–1 · mol–1
SOL: a) 2,13·10-4 mol dm-3 b) 0.00146 mol/L 0,0085 mol/L
9) OPCIÓ B SÈRIE 3 pau_quim03sl 5. El triòxid de sofre s’obté per oxidació del diòxid, segons la reacció reversible i exotèrmica següent: 2 SO2 (g) + O2 (g) ------- > 2 SO3 (g) a) Expliqueu com es modifica l’equilibri d’aquesta reacció en augmentar la temperatura. [0,5 punts]
10) SÈRIE 3 pau_quim03sl 3. La fabricació industrial de l’àcid nítric requereix una oxidació catalítica prèvia de l’amoníac, d’acord amb la reacció: 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) ------ > 4 NO (g) + 6 H2O (g) .a) Calculeu la variació d’entalpia estàndard de la reacció a 25 °C. [0,5 punts]
.b) Calculeu la variació d’entropia estàndard de la reacció a 25 °C. [0,5 punts]
.c) Determineu a partir de quina temperatura la reacció tindrà lloc espontàniament en el sentit indicat si totes les espècies estan en el seu estat estàndard. [0,5 punts] .d) Justifiqueu cap a on es desplaçarà l’equilibri si augmenta la pressió total del sistema. [0,5 punts]
Dades:
11) OPCIÓ B SÈRIE 2 pau_quim03jl 4. El metanol se sintetitza industrialment per reacció entre el monòxid de carboni i l’hidrogen, reacció en què es desprenen 90 kJ · mol–1 en forma de calor. En un matràs de 5 L s’intro-dueix 1 mol de monòxid de carboni i 1 mol d’hidrogen, i l’equilibri s’assoleix a 225 °C quan el sistema conté 0,15 mol de metanol. .a) Escriviu la reacció de síntesi del metanol. [0,5 punts] .b) Trobeu la composició del sistema en equilibri (concentració molar de cada espècie). [0,5 punts] .c) Calculeu els valors de Kc i Kp a 225 °C. [0,5 punts] .d) Indiqueu i justifiqueu dues possibles maneres d’incrementar el rendiment en metanol de la reacció. [0,5 punts] Dades: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 = 8,31 J · K–1 · mol–1
SOL: b) 0,03 mol/L 0,17 mol/L 0,14 mol/L c) 9,0 L2mol-2 5,4 10-3 atm –2
12) OPCIÓ A SÈRIE 1 pau_quim02sl 5. Un matràs de 2 L a 373 K conté una mescla en equilibri formada per 0,20 mol de N2O4 i 0,29 mol de NO2.
a) Trobeu les constants d’equilibri Kc i Kp de la reacció N2O4 ------ > 2 NO2 a aquesta tem-peratura. [1 punt]
.b) Si afegim 0,11 mol de NO2 al recipient, calculeu les concentracions de les dues espècies un cop assolit novament l’equilibri. [1 punt] Dades: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 = 8,31 J · K–1 · mol–1
SOL a) 0,210 mol/L 6,51 105 Pa b) 0,159 mol/L 0,1205 mol/L
13) OPCIÓ A SÈRIE 3 Juny 98/99 .1) A 450ºC, la Kc per al procés:
2NO (g) + Cl2 (g) < ----------- > 2NOCl (g) + NO (g) és igual a 12,5
.a) Indiqueu raonadament com es veurà afectat l’equilibri en disminuir la pressió del sistema [1 punt] .b) Si tenim una mescla en què la concentració de cadascuna d’aquestes espècies és igual a 0,1 M, justifiqueu perquè el sistema no està en equilibri i indiqueu qualitativament com evolucionarà. [1 punt]
14) OPCIÓ B .4B) L’oxidació del clorur d’hidrogen te lloc a 423 K segons la reacció d’equilibri:
4HCl (g) + O2 (g) < ----------- > 2H2O(g) + 2Cl2(g) DH < 0
Inicialment disposem de 3,6 mols d’HCl i 2 mols d’oxigen en un recipient de 2 dm3. Quan s’aassoleix l’equilibri les ana`lisis de la mescla indiquen l’existència d’1,4 mols d’oxigen. .a) Quins seran els valors de la Kc i Kp de la reacció a 423K? [1 punt] .b) Justifiqueu com evolucionarà l’equilibri quan s’augmenti la temperatura del sistema. Com evolucionarà l’equilibri quan s’augmenti la pressió del sistema [1 punt]
SOL: Kc = 1,42 Kp = 0,0409
15) Juny 99 En un recipient tancat de 2 litres tenim pentaclorur de fòsfor gasós a 25ºC i 5,06·105 Pa. Escalfem el sistema fins a 250ºC i a aquesta temperatura el pentaclorur es dissocia com indica la reacció següent:
PCl5(g) < ----------- > PCl3(g) + 2Cl2(g)
La Kc del sistema en equilibri a 250ºC és 0,19. .a) Calculeu la quantitat de substància de cadascuna de les espècies presents quan s’assoleix l’equilibri. [1 punt] .b) Justifiqueu en quin sentit es desplaçarà l’equlibri quan: 1) deixem expandir el sistema fins a un volum doble 2) Hi afegim un catalitzador
Dades: R = 0,082 atm · L · K–1 · mol–1 = 8,31 J · K–1 · mol–1
SOLS: Mols equilibri: PCl5(g) = 0,16 PCl3(g) = 0,24 Cl2(g) = 0,24
16) Considereu la reacció següent en equilibri:
N2 (g)+ 3H2(g) < = > 2 NH3(g) a 750 K
a) Raoneu cap a on es deplaçarà l’equilibri en reduir el volum del reactor a la meitat b) Justifiqueu la variació d’entropia de la reacció c) Un volum d’1 litre d’una mescla en equilibri està format d’1,20 mol de H2, 1 mol de N2, i 0,33 mol de NH3. Calculeu la Kc
SOL: c) 0,07
17) Quan s’introdueixen 2,085 g de pentaclorur de fòsfor en un recipient de 500 mL i s’escalfa a 250ºC un 53% de pentaclorur de fòsfor s’ha dissociat en arribar a l’equilibri:
PCl5(g) < ----------- > PCl3(g) + 2Cl2(g)
a) Busqueu les concentracions de gasos presents a l’equilibri b) Calculeu la Kc c) Què passaria si a la mescla en equilibri s’hi afegís 0,10 mols de Cl2
Dades: Masses atòmiques: P: 31,0 ; Cl: 35,5
SOL: a) 0,0094, 0,0106, 0,0106 b) 0,012
|
|||||||||||||||||