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EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco, Carabayllo Página 1 QUÍMICA SEMANA 17: REACCIONES REVERSIBLES. DEFINICIÓN DE VELOCIDAD DE REACCIÓN. LEY DE ACCIÓN DE MASAS. PERFIL DE REACCIÓN 01. Respecto a la ley de acción de masas (LAM), señale las proposiciones que son incorrectas. I. La velocidad de reacción es proporcional a la concentración molar de los reactivos. II. Al incrementar la concentración de los reactivos, la velocidad de reacción aumenta. III. La constante de velocidad específica es la misma para todas las reacciones químicas. A) I, II y III B) solo II C) solo III D) II y III E) I y III 02. Respecto a la ley de acción de masas, indique la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F). I. Si los reactantes son gaseosos, la velocidad de reacción se puede expresar en función de las presiones parciales. II. La constante de velocidad específica permanece constante al modificar la temperatura de la reacción. III. La constante de velocidad específica de las reaccio nes instantáneas suele tener valores muy pequeños. A) VFF B) VVF C) FFF D) FVF E) VFV 03. Teniendo en cuenta la ley de acción de masas, indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. 2NO(g) + O2(g) ➞ 2NO2(g) V = K [NO]2 [O2] II. NO2(g) + F2(g) ➞ NO2F2(g) V = K [NO2] [F2] / [NO2F2] III. A(g) + B(g) ➞ C(g) + D(g) V = K [A] [B] A) FVF B) VVF C) FFV D) VFV E) VVV 04. Teniendo en cuenta el siguiente diagrama, indique verdadero (V) o falso (F), según corres- ponda para la reacción directa: I. La energía de activación es: 184 kJ II. La entalpía de la reacción es: 171 kJ III. La energía de la reacción es: -13 kJ A) FVF B) VFV C) FFF D) FVV E) FFV 05. Los factores que afectan la velocidad de reacción son: I. Temperatura II. Presencia de catalizador III. Concentración de los reactivos IV. Estado de división de los reactivos A) I, II B) II, III, IV C) I, IV D) III, IV E) Todos CARACTERISTICAS DEL EQUILIBRIO QUIMICO 06. Respecto a las reacciones químicas reversibles, indique las proposiciones que son correctas. I. Necesariamente están en equilibrio. II. Alcanzan el equilibrio en un tiempo finito. III. En ellas hay una mezcla de reactivos y productos. A) I, II y III B) solo I C) solo III D) II y III E) solo II 07. Indique cuál de las siguientes proposiciones es incorrecta: A) Una reacción reversible involucra dos reacciones B) El estado del equilibrio químico es dinámico C) En el equilibrio de una reacción reversible hay igual concentración de productos que de reactantes D) Para que se alcance el equilibrio químico las velocidades de la reacción directa y de la reacción inversa deben ser iguales E) En el estado de equilibrio químico no varían las propiedades del sistema 08. Dadas las siguientes proposiciones indicar lo correcto: I. El equilibrio es un estado en el que no se observan cambios en el inicio a medida que transcurre el tiempo. II. el equilibrio químico, es un equilibrio dinámico que se forma en una reacción química. III. la expresión matemática de la ley de acción de masas relaciona las concentraciones de reactivos sobre los productos en el equilibrio. A) Solo I B) Solo II C) I y II D) I y III E) II y III 09. Sobre el equilibrio químico: I. Las reacciones directa e inversa ocurren a igual velocidad. 171 kJ 184 kJ 13 kJ Avance de la reacción Energía kJ EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco, Carabayllo Página 2 II. En los equilibrios homogéneos solamente participan sustancias gaseosas. III. En los equilibrios heterogéneos, participa por lo menos una sustancia sólida, Son correctas: A) Solo I B) Solo II C) I y II D) I y III E) II y III 10. Según la siguiente ecuación química en equilibrio, diga que se puede afirmar: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) I. El N2(g) y H2(g) ya no se convierten en NH3(g). II. Solo pueden llegar al equilibrio partiendo del N2(g) y H2(g). III. Desde el punto de vista macroscópico la reacción es estática. A) Solo I B) Solo II C) solo III D) I y III E) II y III 11. Respecto al equilibrio químico, señale verdadero (V) o falso (F) según corresponda: I. En el estado de equilibrio: V(directa) = V(inversa) = 0 (V : velocidad de reacción). II. La condición de equilibrio se puede alcanzar desde uno u otro sentido, es decir; partiendo de reactivos o de los productos. III. En el equilibrio químico cesa todo tipo de reacción química. A) VVF B) FVV C) FVF D) VFF E) FFV 12. Determine el valor de verdad de las proposiciones siguientes, respecto al estado de equilibrio químico: I. Se estudia en un sistema termodinámico cerrado. II. Siempre se necesita una reacción química, para que ocurra. III. Se corresponde con un cambio de estado físico de los reactantes y productos. A) VVF B) VFV C) FFF D) FVV E) VVV 13. Dadas las siguientes proposiciones indicar lo correcto: I. El equilibrio químico es espontáneo. II. El equilibrio químico es propio de las reacciones reversibles que ocurren en un sistema cerrado. III. El equilibrio químico puede ser homogéneo y heterogéneo. A) Solo I B) Solo II C) I y II D) I y III E) I, II y III 14. Sobre el equilibrio químico: I. Los reactantes se convierten en productos y éstos en reactantes a igual velocidad. II. Una reacción reversible en la que intervienen reactivos y productos en distintas fases conduce a un equilibrio heterogéneo. III. Equilibrio homogéneo, ocurre cuando en una reacción reversible, todos los reactivos, se encuentran en la misma fase. Son correctas: A) Solo I B) Solo II C) I y II D) I y III E) II y III 15. Según la siguiente ecuación química en equilibrio, diga que se puede afirmar: O2(g) + 2H2(g) ⇌ 2H2O(g) I. el O2(g) y H2(g) ya no se convierten en H2O(g). II. No se puede alcanzar, si al inicio de la reacción solo tenemos H2O(g). III. El sistema tiene la apariencia macroscópica de estabilidad y permanencia, a pesar de hecho de que los reactivos se transforman en productos y vicever- sa, al nivel molecular (reversibilidad microscópica). A) Solo I B) Solo II C) solo III D) I y III E) II y III DEDUCCION DE LAS EXPRESIONES DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO. 16. Respecto a la constante de equilibrio de una reacción, indique la proposición verdadera (V) o falsa (F) según corresponda: I. La constante Kc se expresa usando las concentraciones en el equilibrio II. Para reacciones reversibles homogéneas, la constante de equilibrio Kp puede expresarse en función de las presiones parciales de reactantes y productos en fase gaseosa III. Si Kc > 1 significa que el equilibrio se establece cuando la mayoría de reactivos se transforma en productos A) FVV B) VFV C) VVV D) VVF E) VFF 17. Indique cuál de las siguientes proposiciones es incorrecta: A) La constante de equilibrio de una reacción solamente varía con la temperatura B) Para cualquier reacción en estado gaseoso Kc = Kp C) Si Kc es mayor que 1 la tendencia es a formar más productos D) La constante de equilibrio de una reacción es independiente de las concentraciones iniciales de reactivos E) La constante de equilibrio solo se determina para reacciones reversibles EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco, Carabayllo Página 3 18. Respecto a la constante de equilibrio, indique las proposiciones incorrectas. I. Depende de la concentración inicial de los reactivos. II. Al modificar la presión, la constante de equilibrio Kp permanece constante. III. Al modificar los coeficientes estequiomé- tricos, su valor numérico se altera. A)I, II y III B) solo I C) I y II D) I y III E) solo II 19. Determinar la proposición incorrecta: A) Kp es la constante de equilibrio para una reacción en fase gaseosa. B) Kc es la constante de equilibrio para cual- quier reacción reversible. C) La constante de equilibrio solo se evalúa en reacciones reversibles. D) Para toda reacción en fase gaseosa Kp = Kc E) La constante de equilibrio de una reacción evalúa la tendencia a formar productos. 20. Diga verdadero (V) o falso (F) acerca de las siguientes características de la constante de equilibrio. I. Las unidades de Kc son moles/ℓ. II. El valor de Kc depende de las concentra- ciones iniciales de los reactivos. III. Si el valor de KC es >1 se dice que la reacción está desplazada a la derecha. A) FFV B) FVF C) VVF D) FVV E) VFV Kc Y Kp Y SU RELACION 21. A ciertas condiciones de presión y tempe- ratura la constante de equilibrio (Kc) para el proceso siguiente es “a”: H2(g) + 1/2O2(g) ⇌ H2O(g) Determine la constante de equilibrio (Kc) para el proceso a las mismas condiciones: 2H2O(g) ⇌ 2H2(g) + O2(g) A) a B) a–3 C) a D) a – 1 E) a – 2 22. Determine en cuántas reacciones Kp = Kc I. 2O3 ⇌ 3O2 II. 2HI ⇌ I2 + H2 III. PCℓ5 ⇌ PCℓ3 + Cℓ2 A) Solo I B) Solo II C) solo III D) I y III E) II y III 23. Indique cuál de las siguientes relaciones son correctas: I. BaO(s) + 2 HCℓ (ac) ⇌ BaCℓ2(ac) + H2O(l) Kc = Kp II. 2N2(g) + 5O2(g) ⇌ 2N2O5(g) Kc = Kp (R T)5 III. CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) Kc=Kp/RT A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) II y III 24. Dadas las siguientes proposiciones indicar lo correcto: I. 2A(s) + 2B(g) ⇌ 3C(g) + D(g) Tiene un 2 2 3 C D kc A B = II. En el sistema CoO(s) + CO(g) ⇌ Co(s)+ CO2(g) Se cumple que Kp=Kc III. para el sistema 2HI⇌H2 + I2, si Kc=25 en- tonces Kp=25 siempre y cuando la temperatura de sistema sea la misma. A) FVF B) VFV C) FFF D) FVV E) FFV 25. Marque verdadero (V) o falso (F) para la siguiente reacción en equilibrio a 900 K NaF(s) + H2SO4(ℓ) ⇌ NaHSO4(s) + HF(g) I. Se cumple : Kc = Kp II. Es un equilibrio homogéneo III. Kc = [NaF]2 A) VVV B) FFF C) VFF D) FVF E) FFV CALCULOS CON KC Y KP – GRADO DE REACCIÓN 26. Para la siguiente reacción en equilibrio a 127 °C y en un recipiente de 1 L de capacidad; Kc=9 para: H2 + I2 ⇋ 2HI, si inicialmente se tenía 1mol de hidrogeno, 1 mol de yodo, calcular la concentración del yoduro de hidrogeno en el equilibrio? A) 0.84 B) 1.2 C) 3.4 D) 10.4 E) 0.92 27. Para el proceso de equilibrio heterogéneo: C(S) + CO2(g) ⇋ 2CO(g) A 700 °C, la presión total del sistema es 6,10 atm. Si la constante de equilibrio a esta temperatura es 1,52, calcule las presiones en atm, del CO2 y CO en el equilibrio respectivamente. A) 1,20 y 4,80 B) 3,05 y 3,05 C) 3,73 y 2,37 D) 4,06 y 2,05 E) 4,80 y 1,20 28. Después de ocurrir la reacción reversible SO2Cℓ2(g) ⇌ SO2(g) + Cℓ2(g) en un reactor de 2 ℓ a 327 °C en el equilibrio se midieron 0,03 moles de SO2(g). Si se usaron 6,75 g de reactivo, hallar Kc de la reacción: A) 0,0225 B) 0,075 C) 0,05 D) 14,7 E) 26,32 EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco, Carabayllo Página 4 29. El fosgeno (COCl2(g)) es un gas incoloro, de olor sofocante, que licua a 8 °C. A 900 °C de temperatura y 1,3 atmosferas de presión, el fosgeno contenido en un recipiente herméticamente cerrado está parcial-mente disociado, según la siguiente reacción en equilibrio. COCl2(g) ⇋ CO(g) + Cl2(g) En esas condiciones la densidad de la mezcla en equilibrio es 0,725g/L. Determine la constante de equilibrio Kp para la disociación del fosgeno a 900 °C. A) 3,2 B) 4,8 C) 6,4 D) 9,3 E) 10,4 30. Para el sistema PCℓ5(g) ⇌ PCℓ3(g) + Cℓ2(g) KC=0,050 a 250°C. En cierta mezcla en equili-brio a 250°C, se encontró que [PCℓ3]=3[PCℓ5] ¿Cuál es la concentración de equilibrio del Cl2? A) 0,0060 B) 0,0167 C) 0,0196 D) 0,0505 E) 0,1548 31. Para la siguiente reacción; 2HF ⇋ H2 + F2 Llevada a cabo a 650K y 4 atm, se detremina que, en el equilibrio las fracciones molares (X) son: X(HF)=0,6 ; X(H2)=0,2 ; X(F2)=0,2 Calcule la constante de equilibrio Kp. A) 0,11 B) 0,22 C) 0,33 D) 0,44 E) 0,55 32. Tenemos la siguiente reacción BaCℓ2(g) + H2O2(g) ⇌ BaO2(g) + 2HCℓ(g) Se colocan un mol de BaCℓ2(g) y un mol de H2O2(g) en un recipiente de 0,4 ℓ. Una vez alcanzado el equilibrio hay 0,2 moles de BaO2(g) en el recipiente. Calcule la constante de equilibrio para la reacción: A) 0,5 B) 0,25 C) 0,125 D) 0,4 E) 0,1 33. La constante de equilibrio Kc para la reacción: ½H2(g) + ½I2(g) ⇌ HI(g) es 8.10─2 a la temperatura T. Calcule Kp a la misma temperatura para la reacción: 2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) A) 63,75 B) 87,50 C) 102,85 D) 125,35 E) 156,25 34. Para la reacción N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) con KC = 4,61.10-3 a 25 °C. Si [NO2]=0,0236, ¿cuántos gramos de N2O4(g) están presentes si el volumen del reactor es 2,26 ℓ? A) 25,1 g B) 10,1 g C) 5,02 g D) 50,2 g E) 2,51 g 35. para la reacción: CaCO3(S) ⇋ CaO(S) + CO2(g) , la constante Kp es 1,16 atm a 800 °C. Si en un recipiente de 3,5 L se coloca 15g del CaCO3(s) y se calienta a 800 °C , calcule el porcentaje en masa de CaCO3(s) que no se descompone. A) 30,7 B) 32,6 C) 41,3 D) 58,9 E) 9,3 Grado de reacción. Cociente de reacción 36. para la reacción reversible: N2O4(g) ⇋ 2NO2(g). Indicar la reacción adecuada que se cumple entre Kc, el α y la concentración inicial Co. A) Kc = Co α B) Kc = 4Co α2 /1–α C) Kc = 4Co / 1– α D) Kc = 4 α2 / 1+α E) Kc = 2Co α2/ 1–α 37. A una temperatura de 47 °C, 10 moles de N2O4(g) están disociado en un 20% formando NO2(g). Determine la constante de equilibrio Kp, si la presión en el equilibrio es de 10 atm y la reacción es: N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g) A) 1/3 B) 2/3 C) 1 D) 4/3 E) 5/3 38. Dentro de un recipiente cerrado se tiene a 27 oC del gas N2O4 ejerciendo la presión de 1 atm. Si luego de cierto tiempo se disocia en un 40% para alcanzar el equilibrio, calcule el Kp de la reacción. N2O4(g) ⇋ 2NO(g) A) 2,61 B) 1,07 C) 0,13 D) 1,42 E) 0,32 39. En un recipiente de 1,3 L de capacidad, se tiene 2,6 g de N2O4 a 27 °C y 0,6 atm de presión total. Calcule el grado de disociación una vez alcanzado el equilibrio: N2O4(g) ⇋ 2 NO2(g) A) 0,058 B) 0,12 C) 0.026 D) 0,013 E) 0,116 40. En un recipiente de volumen fijo, se coloca inicialmente cierta cantidad de grafito y oxígeno gaseoso. Si luego de un tiempo se establece el equilibrio, donde Kp vale 0,1 y la presión total del sistema gaseoso es 0,6 atm. Determine el grado de reacción con respecto al oxígeno. 2C(s) + O2(g) ⇋ 2CO(g) A) 0,4 B) 0,6 C) 0,5 D) 0,1 E) 0,2 PRINCIPIO DE LE CHATELIER – FACTORES QUE AFECTAN EL EQUILIBRIO 41. Dada la siguiente reacción en equilibrio: SO3(g) + NO(s) ⇌ SO2(g) + NO2(g) Si se extrae cierta masa de NO(g) y simultánea- mente se adiciona una cantidad de NO2(g), para restablecerse el equilibrio ocurre lo siguiente: I. Disminuye la concentración de SO3(g) II. Aumenta la concentración de SO2(g) III. Aumenta la concentración de NO(g) Son correctas: A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) I y II E) II y III 42. Cuando el tiocianato de hierro (III) [Fe(SCN)3] se disuelve en agua se produce una solución de color rojo debido a la presencia del ión FeSCN+2 quien sufre la siguiente reacción EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco, Carabayllo Página 5 𝐹𝑒𝑆𝐶𝑁(𝑎𝑐) 2+ ⇌ 𝐹𝑒(𝑎𝑐) 3+ + 𝑆𝐶𝑁(𝑎𝑐) − (rojo) (amarillo pálido) (incoloro) ¿Qué sucederá cuando a la solución en equilibrio se le agrega algo de iones tiocianato (SCN―)? A) El color rojo de la solución disminuye en intensidad B) La solución toma un tinte amarillentoC) La solución se torna incolora D) El color rojo de la solución se intensifica E) No se produce ningún efecto 43. Indique en qué caso el equilibrio es despla- zado hacia la formación de productos, para la siguiente reacción reversible en equilibrio: NH4Cℓ (S) ⇋ NH3(g) + HCℓ(g) +Q A) Si se aumenta la presión. B) Elevando la temperatura del sistema. C) Retirando cloruro de amônio (NH4Cℓ) D) Incrementando el volumen del reactor. E) Aumentando la presión inyectando un gas noble. 44. Para el sistema en equilibrio: Calor + CaCO 3(S) ⇌ CaO(s) + CO2(g) Señale la alternativa que presenta la secuencia correcta, después de determinar si la proposición es verdadera (V) o falsa (F). I. Cuando se agrega CO2(g) ,el equilibrio se desplaza hacia la izquierda. II. Cuando se aumenta la presión, agregando un gas inerte (a temperatura y volumen constantes) el equilibrio se desplaza a la derecha. III. Cuando se aumenta la temperatura el equilibrio se desplaza a la derecha. A) VVF B) FFF C) VVV D) FFV E) VFV 45. Con respecto al siguiente sistema en equilibrio: C2H5OH(ℓ) + Aℓ2O3(s) ⇌ C2H4(g) + H2O(ℓ) + Q Indique lo correcto: I. Se favorece la eficiencia de la reacción si se añade alúmina (Aℓ2O3(s)). II. El incremento de la presión favorece la formación de etileno (C2H4(g)). III. Si se refrigera el sistema de reacción se favorece la reacción directa. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) II y III E) I, II y III 46. Se tiene la siguiente reacción: Fe3O4 (s) + 4CO (g) ⇋ 3Fe(s) + 4CO2 (g) y cuya entalpia estándar es +43,70Kj, el rendimiento de la reacción disminuirá cuando: A) Se incremente la presión. B) Se añada una porción de magnetita. C) La cantidad presente de Fe3O4(s) se pulverice con la finalidad de incrementar su superficie de contacto para reaccionar. D) Se añade un ácido fuerte. E) Se disminuya la temperatura. 47. Considere la reacción: 2CO(g) + O2(g) ⇋ 2CO2(g) + Calor ¿En qué dirección se desplazará la reacción si: a) Se adiciona CO2. b) Se remueve CO2. c) Se incrementa el volumen del sistema. d) Se incrementa la presión total. e) Se incrementa la temperatura. A) →, →, →, , B) , , , →, → C) →, →, , , D) →, , →, , → E) , →, , →, 48. Para la siguiente reacción reversible en equilibrio a cierta temperatura: 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) + Q Indique como se desplaza el equilibrio frente a las siguientes perturbaciones. I. Disminuir el volumen del reactor. II. Calentar el sistema. III. Adicionar un gas noble IV. Retirar el NO2 producido. V. Refrigerar el reactor. A) , , , , B) , , →, , → C) →, , ⇌, →, → D) , →, , →, → E) →, →, →, →, → 49. Considere la reacción en equilibrio: 3H2(g) + N2(g) ⇌ 2NH3(g) + Calor ¿Cuál o cuáles de los factores favorecen el rendimiento de la reacción? I. Incremento de la presión total del sistema. II. Disminuir la presión total del sistema.. III. Disminuir la concentración del NH3(g). A) Solo I B) Solo II C) solo III D) I y III E) II y III 50. Respecto al sistema en equilibrio: Calor + CaCO 3(S) ⇌ CaO(s) + CO2(g) ¿Qué proposiciones son correctas? I. Al aumentar la temperatura aumenta Kc. II. Al aumentar CaCO 3(S) la reacción se desplaza hacia la derecha. III. Al adicionar CO2(g), disminuye el rendimiento. A) Solo I B) I y III C) II y III D) Solo II E) I, II y III
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