Equilibrio

Facultad de Ciencias Químicas
Química 530031
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Ejercicios Equilibrio Químico
Pregunta 1
Un cilindro de volumen V contiene las especies A y B en equilibrio químico representado por la
siguiente ecuación:
A(g) 2B(g)
Inicialmente los números de moles de A y B en el equilibrio son respectivamente iguales a nA1 y
nB1. Se realiza una expansión isotérmica del sistema hasta que su volumen duplique (2V) de
forma que los numero de moles de A y de B en el equilibrio pasan a ser, respectivamente, nA2 y
nB2. Demostrando su razonamiento, presente la expresión algebraica que relaciona el número
de moles de nB2 únicamente con nA1, nA2 y nB1.
Pregunta 2
Considere la siguiente mezcla en equilibrio:
3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) con las siguientes presiones parciales: PH2 = 0.01 atm, PN2 =
0.001 atm, PNH3 = 0.004 atm.
A) Calcule la constante de equilibrio en función de las presiones parciales, Kp, para esa reacción.
B) Considere que después de 5 minutos después de alcanzado el equilibrio, se añade H2 (g), de
modo que su presión parcial es aumentada para 0.10 atm. Dibuje un gráfico, mostrando el
perfil cualitativo de las presiones parciales de todas las especies presentes en función del
tiempo.
Pregunta 3
La descomposición del hidrogenosulfuro de amonio
NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g)
es un proceso endotérmico. Una muestra de 6.1589 g del sólido se coloca en un recipiente al

vacío de 4 L a exactamente 24°C. Después de que el equilibrio se ha establecido, la presión total
en el interior es de 0.709 atm, y queda algo de NH4HS sólido en el recipiente.
a) ¿Cuál es la magnitud de KP para la reacción?
b) ¿Qué porcentaje del sólido se ha descompuesto?
c) Si el volumen del recipiente fuera el doble a temperatura constante, ¿qué pasaría con la
cantidad de sólido en el recipiente?
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Pregunta 4
Considere la siguiente reacción al equilibrio:
A(g) 2B(g)
Con los siguientes datos, calcule la constante de equilibrio (tanto KP como Kc) a cada
temperatura. ¿La reacción es endotérmica o exotérmica?
Temperatura (°C) [A] (M) [B] (M)
200 0.0125 0.843
300 0.171 0.764
400 0.250 0.724
Pregunta 5
La constante de equilibrio Kc para la siguiente reacción es de 1.2 a 375°C.
N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
a) ¿Cuál es la magnitud de KP para esta reacción?
b) ¿Cuál es la magnitud de la constante de equilibrio Kc para 2NH3(g)  N2(g) + 3H2(g)?
c) ¿Cuál es la magnitud de Kc para 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g)?
d ) ¿Cuáles son las magnitudes de KP para las reacciones descritas en b) y c)?
Pregunta 6
La constante de equilibrio Kc para la reacción
2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)
es de 0.83 a 375°C. Una muestra de 14.6 g de amoniaco se coloca en un matraz de 4 L y se
calienta a 375°C. Calcule las concentraciones de todos los gases cuando se alcanza el equilibrio.
Pregunta 7
Considere la reacción entre NO2 y N2O4 en un contenedor cerrado:
N2O4(g) 2NO2(g)
Al comienzo de la reacción hay 1 mol de N2O4. En el equilibrio, a moles de N2O4 se han
disociado en NO2.
a) Desarrolle una expresión para KP en términos de  y P, la presión total.
b) ¿En qué forma ayuda la expresión formulada en el inciso a) para predecir el desplazamiento
en el equilibrio por el incremento de P?
¿Esta predicción es congruente con el principio de Le Châtelier?
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Pregunta 8
La dependencia de temperatura por parte de la constante de equilibrio de una reacción está
dada por la ecuación de van’t Hoff:
∆𝐻
𝑙𝑛𝐾 = − +𝐶
𝑅𝑇
donde C es una constante. La siguiente tabla da la constante de equilibrio (KP) para la reacción a
diferentes temperaturas
2NO(g) + O2 (g)  2NO2(g)
KP 138 5.12 0.436 0.0626 0.0130
T(K) 600 700 800 900 1000
Determine gráficamente el valor de H° para la reacción.
Pregunta 9
Emplear la ecuación de van’t Hoff en el problema anterior para derivar la siguiente expresión,
que relaciona las constantes de equilibrio a dos diferentes temperaturas
𝐾 ∆𝐻 1 1
𝑙𝑛 = −
𝐾 𝑅 𝑇 𝑇
¿De qué forma esta ecuación sustenta la predicción basada en el principio de Le Châtelier
acerca del desplazamiento en el equilibrio con la temperatura?
Pregunta 10
Una mezcla de 3 Kmol de CO, 2.5 Kmol de O2, y 8 Kmol de N2 es calentada hasta 2600 K a la
presión de 5 atm. Determine la composición de equilibrio de la mezcla. (Dato: KP=16.46)
Pregunta 11
Suponga que un sistema contiene en un principio 0.3 mol de N2O4(g) y 0.5 mol de NO2(g) y el
equilibrio:
N2O4(g) 2NO2(g)
Se alcanza a 25°C y 2 atm. Encuentre la composición de equilibrio. (Dato: G°298=4.73 kJ/mol)

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