Question

Pregunta A5.- El valor de la constante de equilibrio Kc para la reacción H2 (g) + F2 (g) ⇆ 2HF (g), es 6,6×10^–4
a 25 ºC. Si en un recipiente de 10 L se introduce 1 mol de H2 y 1 mol de F2, y se mantiene a 25 ºC hasta
alcanzar el equilibrio, calcule:

a) Los moles de H2 que quedan sin reaccionar una vez que se ha alcanzado el equilibrio.

b) La presión parcial de cada uno de los compuestos en el equilibrio.

c) El valor de Kp a 25 ºC.

Dato. R = 0,082 atm·L·mol^−1·K^−1
.
Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c)

Prueba de selectividad para la comunidad de Madrid. Convocatoria Jun 2012-2013. Química.

Answer 1

Pregunta A5.- El valor de la constante de equilibrio Kc para la reacción H₂ (g) + F₂ (g) ⇆ 2HF (g), es 6,6 × 10⁻⁴ a 25 ºC. Si en un recipiente de 10 L se introduce 1 mol de H2 y 1 mol de F2, y se mantiene a 25 ºC hasta
alcanzar el equilibrio, calcule:

a) Los moles de H₂ que quedan sin reaccionar una vez que se ha alcanzado el equilibrio.

Si se denomina por x al número de moles que reaccionan con hidrógeno y flúor, el cuadro de reacción en función de x queda de la siguiente forma:

                   H₂(g)   +   F₂(g)   ⇔   2HF(g)
C.I (mol)        1               1               -
C. Eq. (mol) 1-x            1-x             2x

El número de moles de cada componente en el equilibrio se obtiene calculando x a partir de la constante de equilibrio.

$K_{C}= \frac{[HF]^{2}}{[H_{2}].[F]_{2}}=\frac{\frac{n(HF)^{2}}{V}}{\frac{n(H_{2})}{V}.\frac{n(F)_{2}}{V}}=\frac{{n(HF)^{2}}}{{n(H_{2})}{V}.n(F_{2})}= \frac{2x^{2}}{(1-x).(1-x)}= \frac{(2x)^{2}}{(1-x)^{2}}$

$K_{c}=[\frac{2x}{1-x}] \frac{2x}{1-x}= \sqrt{K_{c}} \\ x= \frac{ \sqrt{K_{c}}}{2+ \sqrt{K_{c}}}= \frac{ \sqrt{6,6.10^{-4}}}{2+ \sqrt{6,6.10^{-4}}}=1,27.10^{-2}mol \\ n(H_{2})_{Eq}=1-x=1-1,27.10^{-2}=0,987mol$

b) La presión parcial de cada uno de los compuestos en el equilibrio.

La presión parcial de un componente de una mezcla gaseosa es 

$P_{i}= \frac{n_{i}.RT}{V} \\ P_{H_{2}}=P_{F_{2}}= \frac{n(H_{2}).RT}{V}= \frac{0,987.0,082.298}{10}=2,4 atm \\ P_{HF}= \frac{n(HF).RT}{V}= \frac{2.1,27x10^{-2}.0,082.298}{10}=0,062atm$

c) El valor de K$_{p}$ a 25 ºC.

$K_{p}=K_{c}.(RT)^{An_{g}}=K_{c}.(RT)^{0}=K_{c}$

Prueba de selectividad para la comunidad de Madrid. Convocatoria Jun 2012-2013. Química.