ejercicios de quimica IV resueltos-65

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EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 193. SEPTIEMBRE 2007 
 
 187
2
22-3 -2
c
2 4
NO (2x)K = 4,66 10 = = x = 3 10 M0,8 - xN O
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⋅ ⇒ ⋅ 
 
Las concentraciones en el equilibrio son: 
 
= 2 x = 
 
= 0,8 - x = 
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤
⎣ ⎦
-2
2
2 4
NO 6·10 M
N O 0,77 M
 
 
b) Al disminuir el volumen del sistema, aumenta la presión total y el 
sistema, según el principio de Le Châtelier, tiende a evolucionar hacia 
donde menor número de moles gaseosos se produzcan. En este caso, la 
suma de los coeficientes estequiométricos de los gases en productos es 2 y 
esa misma suma en reactivos es 1, luego el sistema evolucionará hacia la 
izquierda para alcanzar un nuevo estado de equilibrio. 
 
OTRA ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN 
 
El razonamiento anterior, se puede hacer de otra manera. Al disminuir el 
volumen a la mitad, sin modificar el resto de las variables; las 
concentraciones en el equilibrio calculadas anteriormente aumentan al 
doble. Por lo tanto hay que pensar que el equilibrio alcanzado 
anteriormente se ha roto, debiendo plantear una nueva situación inicial que 
desembocará, en una nueva situación de equilibrio. 
 
2 4 2 N O (g) 2 NO (g)
Inicio : 1,54 0,12 (M)
↔
 
 
Para saber hacia donde evoluciona el sistema para alcanzar el equilibrio, 
hay que calcular el cociente de reacción (Qc) y relacionarlo con la 
constante de equilibrio (Kc). 
 
[ ]
[ ]
2 2
2 -3
c c c
2 4
o
NO (0,12)Q = = = 9,35·10 Q > K
N O 1,54
⎛ ⎞
⎜ ⎟ ⇒
⎜ ⎟
⎝ ⎠
 
 
Por lo tanto, el sistema evolucionará hacia la izquierda disminuyendo el 
valor del cociente de reacción hasta que se iguale al de la constante; es 
194 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA BÁSICACAPÍTULO 3 
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decir, disminuyendo la concentración de dióxido de nitrógeno y 
aumentando la de tetraóxido de nitrógeno. 
A partir de cualquiera de las dos estrategias anteriores, el nuevo 
planteamiento para el equilibrio sería el siguiente: 
2 4 2
 N O (g) 2 NO (g)
Inicio : 1,54 0,12 (M)
Cambio : + x - 2x (M) 
Equilibrio : 1,54 + x 0,12 - 2x (M)
↔
 
 
Sustituyendo dichos valores en la expresión de la constante de equilibrio, 
cuyo valor no se ve modificado al no variar la temperatura: 
 
2
22-3 -2
c
2 4
NO (0,12 - 2x)K = 4,66 10 = = x = 1,7 10 M1,54 + xN O
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⋅ ⇒ ⋅ 
 
Las concentraciones en el equilibrio son: 
 
= 0,12 - 2 x = 
 
= 1,54 + x = 
⎡ ⎤
⎣ ⎦
⎡ ⎤
⎣ ⎦
-2
2
2 4
NO 8,6·10 M
N O 1,56 M
 
 
 
 
4.- Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones y los valores de ΔHo (T= 
25 ºC), calcular el calor de reacción para el siguiente proceso a 25 ºC y 1 
atmósfera: 
C2H4 (g) + H2O (l) → C2H5OH (l) 
 
 
Datos 
1- C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 3 H2O(l) + 2 CO2(g) (ΔHo= -1.367 kJ) 
2- C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2 H2O (l) (ΔHo= -1.411 kJ) 
 
 
 
 EXÁMENES RESUELTOS DE QUÍMICA 195. SEPTIEMBRE 2007 
 
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Resolución 
Para el cálculo del calor de reacción se aplicará la ley de Hess que 
establece que la variación del calor en una reacción es la misma 
independiente del camino por el cual transcurre. Hay que tener en cuenta 
dos reglas básicas: 
• Si la ecuación química se invierte, el signo de ΔH también. 
• Si las coeficientes estequiométricos son multiplicados/divididos por un 
factor, se multiplica/divide la ΔH por el mismo. 
En este caso, para conseguir la reacción de la que piden el calor de 
reacción se pueden combinar las otras dos de esta manera: 
 
o
2 2 2 5 2
o
2 4 2 2 2
2 4
(-1) 3 H O(l) + 2 CO (g) C H OH(l) + 3 O ΔH = 1.367 kJ
 (2) C H (g) + 3 O (g) 2 CO (g) + 2 H O(l) ΔH = -1.411 kJ
_______________________________________________________
 C H (g) +
→
→
2 2 5 H O(l) C H OH(l) →
o
rΔH = - 44 kJ
 
 
Por lo tanto la reacción planteada en el problema es exotérmica y su 
variación de entalpía o calor de reacción es de 44 kJ. 
 
 
 
5.- Dada la siguiente reacción espontánea: 2 Cu + PtCl62- → 2 Cu+ + PtCl42- 
+ 2 Cl- y sabiendo que [PtCl62-] = 1·10-2 M, [Cu+] = [Cl-] = 1·10-3 M, 
[PtCl42-] = 2·10-5 M, calcular: 
a) La constante de equilibrio Kc a 25 ºC. 
b) La variación de la energía libre de Gibbs a la misma temperatura. 
 
 
Datos 
Eº(Cu+/Cu)= 0,521 V; Eº (PtCl6-2/PtCl4-2)= 0,680 V; F= 96.500 C/mol e- 
 
Resolución: 
a) Para el cálculo de la constante de equilibrio, se aplica la ecuación de 
Nernst.