Question

Pregunta B4.- En el siguiente sistema en equilibrio: CO (g) + Cl2 (g) ' COCl2 (g), las concentraciones de CO, Cl2 y COCl2 son 0,5 M, 0,5 M y 1,25 M, respectivamente.
a) Calcule el valor de Kc.
b) Justifique hacia dónde se desplazará el equilibrio si se aumenta el volumen.
c) Calcule las concentraciones en el equilibrio de todos los componentes si se reduce el volumen a la mitad. Puntuación máxima por apartado; 0,5 puntos apartados a) y b); 1 punto apartado c). PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2013-2014 QUIMICA.

Answer 1

Pregunta B4.- En el siguiente sistema en equilibrio: CO (g) + Cl₂ (g) → COCl₂ (g), las concentraciones de CO, Cl₂ y COCl₂ son 0,5 M, 0,5 M y 1,25 M, respectivamente. 

a) Calcule el valor de Kc.

Según la ley de acción de masas, la constante de equilibrio en función de las concentraciones es:

$K_{C}= \frac{[COCl_{2}] }{[CO].[Cl_{2}]}= \frac{1,25}{0,5.0,5}=5$

b) Justifique hacia dónde se desplazará el equilibrio si se aumenta el volumen. 

Según Le Chatelier, siempre que se modifican las condiciones de un sistema en equilibrio, se produce un desplazamiento del mismo en el sentido que reestablezca de nuevo el equilibrio.

Si se aumenta el volumen, el equilibrio se desplaza en el mismo sentido que lo haría con una disminución de la presión. Si se disminuye la presión, y al menos un componente del equilibrio se encuentra en fase gas, el sistema evoluciona espontáneamente en el sentido de formar aquellas sustancias que ocupen mayor volumen, es decir, evolucionará hacia donde haya mayor número de moles gaseosos, en este caso reactivos, hacia la izquierda.

c) Calcule las concentraciones en el equilibrio de todos los componentes si se reduce el volumen a la mitad. 

Si se reduce el volumen, el sistema evoluciona en el mismo sentido que si se aumenta la presión, desplazándose en el sentido de originar aquellas sustancias que ocupen menor volumen, en este caso el sistema se desplazará hacia los productos (derecha).

Si se reduce a la mitad, se duplican las concentraciones de todos los componentes presentes:

                                                        CO(g)    +    Cl₂(g)    ↔    COCl₂

Condiciones iniciales (mol/L):             1                  1                  2,5

Condiciones equilibrio (mol/L):         1 - x             1 - x             2,5 + x

Sustituyendo en la expresión de la constante, se calcula x:

$K_{C}= \frac{[COCl_{2}] }{[CO].[Cl_{2}]}= \frac{2,5 + x}{(1-x).(1-x)}=5$

Ordenando se obtiene una ecuación de segundo grado:

$5x^{2}-11x+2,5=0 \left \{ {{x=1,94}\atop {x=0,257}} \right.$

$[CO]_{eq}=[Cl_{2}]_{eq}=1-0,257=0,743M; [COCl_{2}]_{eq}=2,5+0,257$$=2,757M$

PRUEBA SELECTIVIDAD MADRID CONVOCATORIA SEP 2013-2014 QUIMICA