Post on 13-Mar-2016
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D6-1) Per quale delle seguenti reazioni la costante di equilibrio dipende dalle unita' di concentrazione?
(a) CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
(b) COCl2(g) CO(g) + Cl2(g)
(c) NO(g) 1/2 N2(g) + 1/2 O2(g)
NoNO
NOKc
SiCOCl
ClCOKb
NoOHCO
HCOKa
2/12
2/12
2
2
2
22
)
)
)
D6-2) Azoto ed idrogeno reagiscono formando ammoniaca secondo la reazione
1/2 N2 + 3/2 H2 = NH3, H = - 11,0 kcal
Se una miscela dei tre gas fosse in equilibrio, quale sarebbe l'effetto sulla quantita' di NH3 se
(a) la miscela venisse compressa;
(b) la temperatura crescesse;
(c) fosse introdotto dell'altro H2?
a) Se viene compressa l’equilibrio si sposta verso destra ( prodotti). Perché ci sono un minor numero di moli. NH3 aumenta.
b) Il Processo è esotermico quindi un aumento della temperatura si oppone alla reazione, che si sposta verso sinistra (reagenti ). NH3 diminuisce.
c) Una aggiunta di H2 sposta l’equilibrio verso destra (prodotti). NH3 aumenta.
D6-3) La costante di equilibrio della reazione
I2(g) = 2 I(g)
aumenta o diminuisce all'aumentare della temperatura? Perchè?
Il processo è endotermico perché per separare una molecola diatomica c’è bisogno di energia.
Quindi :
2
2
IIK
Se aumenta la temperatura la reazione si sposta a destra.
K aumenta.
D6-4) Le costanti di equilibrio delle seguenti reazioni sono state misurate a 823 °K:
CoO(s) + H2(g) Co(s) + H2O(g), K1 = 67;
CoO(s) + CO(g) Co(s) + CO2(g), K2 = 490.
Da questi dati, si calcoli la costante di equilibrio della reazione
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) a 823 °K.
CoO(s) + H2(g) Co(s) + H2O(g), K1 = 67;
Co(s) + CO2(g) CoO(s) + CO(g), K 2i = 1/490
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O K
2
22
21 ;
COCOK
HOHK i
14.0
49067
2122
2 iKKCOH
COOHK
D6-5) Si suggeriscano quattro modi in cui la concentrazione all'equilibrio di SO3 possa venire aumentata in un recipiente chiuso se la sola reazione è
SO2(g) + 1/2 O2(g) = SO3(g), H = - 23,5 Kcal.
a) Aumentando la pressione.
b) Se si aumenta la concentrazione di SO2
c) Aumentando la concentrazione di O2
d) Diminuendo la temperatura perché è un processo esotermico.
D6-6) Il carbammato di ammonio solido, NH4CO2NH2, si dissocia completamente in ammoniaca e diossido di carbonio quando evapora, come indica l'equazione
NH4CO2NH2(s) 2 NH3(g) + CO2(g)
A 25°C, la pressione totale dei gas in equilibrio con il solido è di 0,116 atm. Qual è la costante di equilibrio della reazione? Se si introduce 0,1 atm di CO2 dopo aver raggiunto l'equilibrio, la pressione finale di CO2 sara' maggiore o minore di 0,1 atm? La pressione di NH3 aumenterà o diminuirà?
NH4CO2NH2(s) 2 NH3(g) + CO2(g) PT = 0.116 atm
23 CO
2NHp2
23 PPK;CONHK
222
23
23
COCOCOT
CONHT
CONH
P3PP2P
PPP
P2P
3PP T
CO2
3COCO
2COCO
2NHp 22223
P4P)P2(PPK
433
TP 1031.2
27116.04
3P4K
La pressione di CO2 sarà maggiore di 0.1 atm
La pressione di NH3 diminuirà. (Principio di Le Chatelieur).
D6-7) Per la reazione
H2(g) + I2(g) 2 HI(g), K = 55.3 a 699K.
In una miscela costituita da 0.70 atm e 0.02 atm ciascuna di H2 e I2 a 699K avviene realmente qualche reazione? Se così fosse HI si consumerà o si formerà ?
H2(g) + I2(g) 2 HI(g)0.02 atm 0.02 atm 0.70 atm
K = 55.3 ; Kp = K
1225
02.002.07.0
PPP
RTP
RTP
RTP
IHHIQ
2
IH
2HI
IH
2HI
22
2
2222
Il valore Q è maggiore di K quindi l’equilibrio si sposta a sinistra e si consumerà HI.
MVn;
RTP
Vn;nRTPV
D6-8) L'idrogeno e lo iodio reagiscono a 699K, secondo
H2(g) + I2(g) 2 HI
Se 1,00 mole di H2 e 1,00 mole di I2 sono posti in un recipiente da 1 litro e fatti reagire, quanto acido iodidrico sarà presente all'equilibrio? A 699K, k = 55,3.
H2(g) + I2(g) 2 HIC- C- 2
3.55
)C)(C()2(K;3.55
IHHIK
2
22
2
Svolgendo l’espressione:
42 = K(C2+2-2C)42 = KC2+K2-2KC ; 0 = KC2+K2-2KC-42 RiordinandoK2 - 42 - 2KC + KC2 = 0Raggruppando(K – 4)2 - 2KC + KC2 = 0
(K – 4)2 - 2KC + KC2 = 0
Otteniamo una equazione di secondo grado, e risolvendo in
)4K(2KC)4K(4)KC2(KC2 22
ax2+bx+c=0
a2ac4bbx
2
Sostituendo i valori di K e C
)eimpossibil(36.1
788.0
2
6.10275.296.110
3.5123.553.514)6.110(3.552
= 0.788moli e come il volume è un litro
[HI] = 2 = 2·0.788 = 1.576 M
PM HI = 126.9 + 1.0 = 127.9
g di HI = moli · PM = 1.576·127.9 = 202.1 g
D6-9) A 375K, la costante di equilibrio Kp della reazione SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)
è 2,4 se le pressioni vengono espresse in atmosfere. Si supponga che 6,7 g di SO2Cl2 siano posti in un pallone da 1 litro e che la temperatura venga innalzata a 375K. Quale sarebbe la pressione di SO2Cl2 se non si dissociasse per nulla? Quali sono le pressioni di SO2, Cl2 e SO2Cl2 all'equilibrio?
Kp= 2.4Peso SO2Cl2 = 6.7 gPM SO2Cl2 = 32+16*2+35.5*2=135.0T = 375 K
Calcolo pressione SO2Cl2
atm. 1.53 1
375082.00.135
7.6
V
nRT P0
SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)
P0-PCl2 PSO2 PCl2 PSO2 = PCl2
2
2
22
22
Cl0
2Cl
ClSO
ClSOP PP
P
PPP
K
2KP4KK
P P02PP
Cl2
0 KP -KP P
KP - KP P
P0PCl2Cl
PClP02Cl
22
22
atm 3.45-
atm 1.05
24.52.4-
27.1476.54.2P
2Cl
atm 0.48 1.05-1.53 P
atm 1.05 P
atm 1.05 P
22
2
2
ClSO
SO
Cl
D6-10) Si calcolino le pressioni di SO2Cl2, SO2 e Cl2 in un pallone da 1 litro (a 375K) a cui siano stati aggiunti 6,7 g di SO2Cl2 e 1,0 atm di Cl2 (a 375K). Si usino i dati forniti nel Problema 9. Si confronti la risposta con quella ottenuta per il problema 9 e si giudichi se essa è in accordo col principio di Le Chatelier.
SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g)1.53-x x 1.0-x
2.4 )x53.1(x)x0.1(
PPP
K22
22
ClSO
ClSOP
26.486.0
212.54.3
267.344.34.3x
067.3x4.3x
x2.4-1.532.4 x x
2
2
2
atm 0.67 86-0-1.53 P
atm 0.86 P
1.86atm 0.86 1.0 P
22
2
2
ClSO
SO
Cl
atm 0.48 P
atm 1.05 P
atm 1.05 P
22
2
2
ClSO
SO
Cl
D6-11) Il composto gassoso NOBr si decompone secondo la reazione
NOBr(g) = NO(g) + 1/2 Br2(g).
A 350K, la costante di equilibrio Kp è uguale a 0,15. Se 0,50 atm di NOBr, 0,40 atm di NO e 0,20 atm di Br2 vengono mescolati a questa temperatura, avverrà realmente qualche reazione? Se così fosse, Br2 si consumerà o si formerà?
NOBr(g) NO(g) + 1/2 Br2(g) Kp = 0.150.5 atm 0.4 atm 0.2 atm
35.05.0
4.02.0P
PPQ
2/1
NOBr
NO2/1
Br2
Quindi deve aumentare NOBr e diminuire gli altri.Si consumerà Br2
D6-12) La costante di equilibrio della reazione
CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) è K = 0.10 a 690 K
Qual è la pressione di equilibrio di ogni sostanza in una miscela preparata mescolando 0.50 mole di CO2 e 0.50 mole di H2 in un pallone da 5 litri a 690 K ?
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)0.1-x 0.1-x x x
[CO2]=[H2O]=0.5/5=0.1M
046.0024.0
8.10036.00004.002.0
)K1(2)K01.0)(K1(4K2.0K2.0
x
0K01.0Kx2.0)K1(x
xK2.0xKK01.0x
x2.0x01.0x
x1.0x1.0xx
HCOOHCOK
2
2
22
2
2
22
2
atm3.4P
atm3.45
690082.038.0P
moli38.05076.0VMCOmoliM076.0024.01.0CO
2
2
H
CO
2
2
atm36.1P
atm36.15
690082.012.0P
moli12.05024.0VMCOmoli
OH
CO
2
D6-13)A 1000K, la pressione di CO2 all'equilibrio con CaCO3 e CaO è uguale a 3.9·10-2 atm. La costante di equilibrio della reazione
C(s) + CO2(g) 2 CO(g)
è 1,9 alla stessa temperatura se le pressioni vengono espresse in atmosfere. il carbonio solido, CaO e CaCO3 vengono mescolati e portati all'equilibrio a 1000K in un recipiente chiuso. Qual è la pressione di CO all'equilibrio?
C(s) + CO2(g) 2 CO(g) K1 = 1.9
CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g) K2 = PCO2 = 3.9 10-2
atm27.00741.0109.39.1P
109.39.1KKP;9.1
PP
109.3PK;9.1PPK
2CO
221
2CO
2CO
CO
2CO2
CO
2CO
1
2
2
2