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Teoría y ejercicios resuetos de equilibrio químico, Study notes of Requirements Engineering

Teoría y ejercicios resuetos de equilibrio químico de química general del curso basico

Typology: Study notes

2018/2019

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bg1
AUX. DOC. PABLO VELASQUEZ ROCHA
1
QUIMICA GENERAL GRUPO:’’D’’
Problema 1
En un recipiente rígido a 10 atm y temperatura constante se tiene una mezcla de hidrogeno y
oxígeno. Debido a una chispa eléctrica en el sistema se forma agua líquida, la cual es evacuada.
En el recipiente queda oxigeno sin reaccionar y ejerce una presión de 3 atm. Determinar la
composición en volumen porcentual de la mezcla que originalmente estaba en el recipiente.
Resp. H2=46,67% O2=53,33%
Problema 2
En un reactor catalítico que opera a 250oC y 70 atm de presión, se producirá etanol por
hidratación de etileno en fase gaseosa según la reacción:
2 4 2 2 5 45, 3286[ / ] 2 0,1 5
O o
C H H O C H OH H KJ mol Kp
Estímese la relación molar agua-acetileno que ha de tener la alimentación del reactor para
conseguir una conversión de etileno a etanol del 20%.
Resp. 1,055mol H2O/1mol C2H4
Problema 3
En un matraz vacio de 1 litro de capacidad se colocan 0,03 moles de pentacloruro de fosforo
gaseoso. Se calienta a 250oC, con lo que el pentacloruro se disocia parcialmente en cloro
gaseoso y tricloruro de fosforo, ambos en fase gaseosa. La presión de equilirbio es 2,1 atm.
Calcule la constante Kp a 250oC y el grado de disociación en tanto por uno del pentacloruro de
fosforo.
Resp. Kp=1,4 atm α = 0,633
Problema 4
Cuando se alcanza el equilibrio de la reacción:
22
NO N O
. A una temperatura de 1000K, 3
kg de la mezcla resultante tiene una composición equimasica en el equilibrio. Si en la reacción se
desprenden 21,6 Kcal por mol de reactivo descompuesto. Calcular:
a) Kp a dicha temperatura Resp. 1,0024
b) Kp a una temperatura de 950K Resp.1,776
c) ¿Usted recomendaría trabajar a temperaturas altas o bajas? (Justificar su respuesta con el
principio de Le Chatelier)
Problema 5
A 200oC y 1 atm de presión el pentacloruro de fosforo se disocia en un 48,5% dando como
productos cloro y tricloruro de fosforo. Calcular el grado de disociación a la misma temperatura,
pero a una presión de 5 atm.
Resp.24,07%
pf3

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Problema 1 En un recipiente rígido a 10 atm y temperatura constante se tiene una mezcla de hidrogeno y oxígeno. Debido a una chispa eléctrica en el sistema se forma agua líquida, la cual es evacuada. En el recipiente queda oxigeno sin reaccionar y ejerce una presión de 3 atm. Determinar la composición en volumen porcentual de la mezcla que originalmente estaba en el recipiente. Resp. H 2 =46,67% O 2 =53,33% Problema 2 En un reactor catalítico que opera a 250oC y 70 atm de presión, se producirá etanol por hidratación de etileno en fase gaseosa según la reacción:

2 4 2 2 5 45,^ 286[^ /^ ]^ 20,15^3

O o

C H  H O C H OH  H   KJ mol Kp 

Estímese la relación molar agua-acetileno que ha de tener la alimentación del reactor para conseguir una conversión de etileno a etanol del 20%. Resp. 1,055mol H 2 O/1mol C 2 H 4 Problema 3 En un matraz vacio de 1 litro de capacidad se colocan 0,03 moles de pentacloruro de fosforo gaseoso. Se calienta a 250oC, con lo que el pentacloruro se disocia parcialmente en cloro gaseoso y tricloruro de fosforo, ambos en fase gaseosa. La presión de equilirbio es 2,1 atm. Calcule la constante Kp a 250oC y el grado de disociación en tanto por uno del pentacloruro de fosforo. Resp. Kp=1,4 atm α = 0, Problema 4

Cuando se alcanza el equilibrio de la reacción: NO N 2  O 2. A una temperatura de 1000K, 3

kg de la mezcla resultante tiene una composición equimasica en el equilibrio. Si en la reacción se desprenden 21,6 Kcal por mol de reactivo descompuesto. Calcular: a) Kp a dicha temperatura Resp. 1, b) Kp a una temperatura de 950K Resp.1, c) ¿Usted recomendaría trabajar a temperaturas altas o bajas? (Justificar su respuesta con el principio de Le Chatelier) Problema 5 A 200oC y 1 atm de presión el pentacloruro de fosforo se disocia en un 48,5% dando como productos cloro y tricloruro de fosforo. Calcular el grado de disociación a la misma temperatura, pero a una presión de 5 atm. Resp.24,07%

Problema 6 (VERANO 2019) Al calentar pentacloruro de antimonio, se disocia en cloro molecular y tricloruro de antimonio en un 48,5% a 200 oC y 1 atm de presión total. a) Calcular para la disociación la constante de equilibrio en función de las concentraciones. b) Hallar la presión total a la cual se disocia en un 24,1%. c) Si al sistema inicial en equilibrio se aumenta moles de cloro molecular, aumenta la presión de este en 0,1 atm. ¿Cuáles serán las nuevas presiones parciales de los componentes una vez restablecido el equilibrio? Resp. a) 7,93110-*^3 [M] b) 5 atm c) SbCl 5 =0,3785atm SbCl 3 =0,3949atm Cl 2 =0,2949atm Problema 7 (VERANO 2019) Una mezcla gaseosa que contiene ‘’3n’’ moles de H 2 y ‘’n’’ moles de N 2 se llevan a cierta temperatura, cuando alcanza el equilibrio la presión total es de 20 atm y la fracción molar del amoniaco obtenido es 0,6. Calcule el Kp. Resp. 0,333atm-^2 Problema 8 (VERANO 2019) Una mezcla de nitrógeno e hidrogeno en relación volumétrica 1 a 3 se calienta a 400 oC y se comprime a 50 atm. En la mezcla gaseosa en equilibrio que se obtiene, en presencia de un catalizador adecuado, existe un 15,11% de amoniaco en volumen. Si la presión del amoniaco incrementa en un 98,5% manteniendo constante las presiones del nitrógeno e hidrogeno, determinar las presiones en el equilibrio y el grado de disociación. Resp. N 2 =14,838atm H 2 =36,063atm NH 3 =10,772atm α%=28,187% Problema 9 (Examen parcial y Examen final II/2018) En promedio entre 527 oC y 627 oC, la reacción 3( ) 2( ) 2( )

SO g SO g  O g requiere consumir

22,6Kcal. A 627 oC el valor de Kp para esta reacción es 0,1515. Si inicialmente se introduce 0,

moles de SO 3( g ) en un recipiente de volumen desconocido. Determinar:

a) El número total de moles que coexisten en el equilibrio, si el grado de disociación del SO 3( g )

es 0,4 a 627 oC. b) La presión total que ejerce este sistema en las condiciones descritas. c) El volumen del recipiente que ofrece la mezcla en equilibrio a 627 oC d) La variación del desplazamiento momentáneo del equilibrio cuando disminuye la temperatura sobre esta reacción. e) El valor de Kp a la temperatura de 527 oC.