Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-698

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666 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico
14.117 Considere la reacción entre NO2 y N2O4 en un contene-
dor cerrado:
 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 a y 
P, la presión total. b) ¿En qué forma ayuda la expresión 
formulada en el inciso a) para predecir el desplaza-
miento en el equilibrio por el incremento de P? ¿Esta 
predicción es congruente con el principio de Le 
Châtelier?
14.118 La dependencia de temperatura por parte de la constan-
te de equilibrio de una reacción está dada por la ecua-
ción de van’t Hoff:
 donde C es una constante. La siguiente tabla da la cons-
tante de equilibrio (KP) para la reacción a diferentes 
temperaturas
Kp 138 5.12 0.436 0.0626 0.0130
T(K) 600 700 800 900 1 000
 Determine grái camente el valor de DH° para la reac-
ción.
14.119 a) Utilice la ecuación de Van’t Hoff en el problema 
14.118 para derivar la siguiente expresión, que relacio-
na las constantes de equilibrio a dos diferentes tempera-
turas
 ¿De qué forma esta ecuación sustenta la predicción 
basada en el principio de Le Châtelier acerca del des-
plazamiento en el equilibrio con la temperatura? b) Las 
presiones de vapor del agua son de 31.82 mmHg a 30°C 
y 92.51 mmHg a 50°C. Calcule el calor molar de vapo-
rización del agua.
14.120 El valor de KP para la reacción
 es de 2.05 a 648 K. Se coloca una muestra de SO2Cl2 en 
un contenedor y se calienta a 648 K mientras la presión 
total se mantiene constante a 9.00 atm. Calcule las pre-
siones parciales de los gases en equilibrio.
14.121 Las formas de “bote” y de “silla” del ciclohexano 
(C6H12) son interconvertibles como se muestra a conti-
nuación:
 
k1 
SillaBote
k
�1 
 En esta representación, los átomos de H se omitieron y 
se supuso que un átomo de C se encuentra en cada 
intersección de dos líneas (enlaces). La conversión es 
de primer orden en cada dirección. La energía de acti-
vación para la conversión silla ¡ bote es de 41 kJ/
mol. Si el factor de frecuencia es de 1.0 3 1012 s21, 
¿cuál es el valor de k1 a 298 K? La constante de equili-
brio Kc para la reacción es de 9.83 3 10
3 a 298 K.
14.122 Considere la siguiente reacción a cierta temperatura
 La mezcla de 1 mol de A2 con 3 moles de B2 da origen 
a x mol de AB en equilibrio. La adición de 2 moles más 
de A2 produce otro x mol de AB. ¿Cuál es la constan-
te de equilibrio para la reacción?
14.123 El yodo es moderadamente soluble en agua pero mucho 
más en el tetracloruro de carbono (CCl4). La constante 
de equilibrio, también llamada coei ciente de partición, 
para la distribución de I2 entre estas dos fases
 es de 83 a 20°C. a) Un estudiante agrega 0.030 L de 
CCl4 a 0.200 L de una disolución acuosa que contiene 
0.032 g de I2. La mezcla se agita y después se deja que 
las dos fases se separen. Calcule la fracción de I2 res-
tante en la fase acuosa. b) El estudiante ahora repite la 
extracción de I2 con otros 0.030 L de CCl4. Calcule 
la fracción de I2 a partir de la disolución original que 
resta en la fase acuosa. c) Compare el resultado en b) 
con una sola extracción utilizando 0.060 L de CCl4. 
Comente las diferencias.
14.124 Considere el siguiente sistema en equilibrio
 a) Si el volumen del sistema de reacción cambia a una 
temperatura constante, describa qué apariencia tendría 
una grái ca de un sistema de P contra 1/V. (Sugerencia: 
Vea la i gura 5.7.) b) Si las temperaturas del sistema de 
reacción cambian a una presión constante, describa la 
apariencia de una grái ca de un sistema de V contra T 
(Sugerencia: Vea la i gura 5.9.)
14.125 A 1 200°C, la constante de equilibrio (Kc) para la reac-
ción I2(g) Δ 2I(g) es de 2.59 × 10
23. Calcule las 
concentraciones de I2 y de I después de abrir la válvula 
y de que el sistema restablece el equilibrio a la misma 
temperatura.
0.100 mol I2
0.0161 mol I
1 L 2 L
N2O4(g) Δ 2NO2(g)
ln K 5 2
¢H°
RT
1 C
2NO(g) 1 O2(g) Δ 2NO2(g)
ln 
K1
K2
5
¢H°
R
 a 1
T2
2
1
T1
b
SO2Cl2(g) Δ SO2(g) 1 Cl2(g)
A2 1 B2 Δ 2AB
I2(ac ) Δ I2(CCl4)
N2O4(g) Δ 2NO2(g) ¢H° 5 58.0 kJ/mol