Soluciones

1)

Indica razonadamente cómo modifica el equilibrio:

a) Aumentar la temperatura.

b) Disminuir la presión.

c) Disminuir la cantidad de carbono.

d) Añadir un catalizador.

a) Un aumento de la temperatura hace que el sistema tienda

a absorber energía desplazándose en el sentido en que la

reacción sea endotérmica, que en nuestro caso es de derecha

a izquierda.

b) Una disminución de presión hace que el sistema evolucione

hacia donde menor sea el n.º de moles para que p V = cte.

En nuestro caso, se desplazará hacia la derecha.

c) Si se adiciona más C, el equilibrio no se altera, pues se trata

de una especie sólida.

d) La adición del catalizador no altera el equilibrio, solo modificará

la velocidad.

2)

a) Se añade un mol de F2, permaneciendo constantes la temperatura

y el volumen del recipiente.

b) Se disminuye el volumen del recipiente.

c) Se introduce un mol de He sin variar la temperatura ni el

volumen del recipiente.

d) Se eleva la temperatura, manteniendo la presión constante.

a) Al añadir F2, el equilibrio se desplazará hacia la formación del

HF para consumir el reactivo.

b) Si disminuye el volumen aumenta la presión y, como existe el

mismo n.º de moles en ambos lados de la reacción, el equilibrio

no se ve afectado.

c) Al no variar la temperatura y ser Δn = 0, la introducción de

He no afectará al equilibrio.

d) Como la reacción es exotérmica, un aumento de la temperatura

desplazará el equilibrio hacia la izquierda, hacia la

formación de reactivos.

3)

Tenemos el siguiente equilibrio:

4 HCl (g) + O2 (g) →←

2 H2O (g) + 2 Cl2 (g); ΔH < 0

El dato de entalpía nos indica que se trata de una reacción

exotérmica, es decir, en el transcurso de la reacción se produce

un desprendimiento de calor. Para valorar el efecto sobre

la concentración de HCl en el equilibrio hemos de tener en

cuenta el Principio de Le Chatelier. Veamos cada una de las

situaciones:

a) Un aumento de la concentración de O2. El O2 es un reactivo

según la ecuación química, en consecuencia, un aumento de

su concentración determinará que el equilibrio se desplace

en el sentido de consumir el exceso de oxígeno reaccionando

con el HCl y formándose más cantidad de producto, es decir,

el equilibrio tenderá a desplazarse hacia la derecha.

b) Disminuir la concentración de H2O. El H2O es un producto de

reacción, por tanto, si disminuimos su concentración, el equilibrio

se desplazará en el sentido de compensar esa pérdida,

es decir, la reacción se desplazará en el sentido de producir

más cantidad de agua desplazándose hacia la derecha.

c) Aumento de volumen. Como las sustancias presentes en el

equilibrio se encuentran en estado gaseoso, un aumento del

volumen implicará una disminución de la presión, y el equilibrio

se desplazará hacia donde hay un mayor número de

moles gaseosos. Si hay 5 (4 + 1) moles gaseosos de reactivos

y 4 (2 + 2) moles gaseosos de productos, el equilibrio se

desplazará hacia la izquierda.

d) Reducción de la temperatura. Como se trata de una reacción

exotérmica, una disminución de la temperatura desplazará

el equilibrio en el sentido de compensar ese enfriamiento

produciendo más cantidad de calor. Por tanto, el equilibrio se

desplazará hacia la derecha.

e) Añadir un gas inerte como He. Al añadir un gas inerte, como

por ejemplo el helio, a una mezcla gaseosa en equilibrio químico,

la posible alteración de este está asociada al control de

las variables del sistema. Nos podemos encontrar las siguientes

situaciones:

1. Que se añada una determinada cantidad de helio a temperatura

y volumen constantes. En este caso, aumenta la

presión pero el equilibrio no se altera, ya que al no variar

el volumen las concentraciones no cambian, y como, por

otra parte, tampoco cambia la temperatura, la constante

de equilibrio permanece invariable.

2. Que se añada el helio a temperatura y presión constantes.

En este caso, el reactor utilizado es de émbolo, por

lo que el volumen aumentará. Considerando el siguiente

equilibrio:

Para volver a la situación de equilibrio químico, lo que

supone una disminución de Qc, la reacción deberá desplazarse

en el sentido en que aumenten el número de moles

de HCl y de O2, es decir, a la izquierda. Por tanto, la concentración

de HCl aumentará.

f) Introducir un catalizador. La introducción de un catalizador

en el sistema de reacción no afecta a las concentraciones,

ya que solo afecta a las velocidades de reacción, por lo cual

el equilibrio no se desplaza en ningún sentido, sino que el

estado de equilibrio se alcanza más rápidamente.

4)

a) El valor de Kp y Kc para el equilibrio a 110 °C.

b) La presión total en el equilibrio.

c) La masa de dióxido de carbono en el equilibrio.

Datos: masas atómicas: C = 12; O = 16; Ag = 108,

R = 0,082 atm L/K mol

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