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Questions and Answers
En un sistema cerrado que contiene una mezcla de $Hg(g)$, $O_2(g)$ y $HgO(s)$ en equilibrio a una temperatura específica, ¿cuál de las siguientes perturbaciones resultaría en el menor desplazamiento del equilibrio según el principio de Le Châtelier?
En un sistema cerrado que contiene una mezcla de $Hg(g)$, $O_2(g)$ y $HgO(s)$ en equilibrio a una temperatura específica, ¿cuál de las siguientes perturbaciones resultaría en el menor desplazamiento del equilibrio según el principio de Le Châtelier?
- Aumentar la temperatura del sistema, dado que la descomposición de $HgO$ es endotérmica.
- Adición de $HgO(s)$ sin alterar el volumen o la presión del sistema.
- Disminuir el volumen del sistema, incrementando la presión total.
- Aumentar la presión parcial de $O_2(g)$ agregando un gas inerte a volumen constante. (correct)
Dada una reacción reversible hipotética: $2A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ con una constante de equilibrio $K_p = 0.05$ a 298 K. Si se introduce una mezcla de A, B y C con presiones parciales iniciales de $P_A = 2$ atm, $P_B = 1$ atm y $P_C = 0.1$ atm, ¿cuál será la dirección espontánea de la reacción para alcanzar el equilibrio?
Dada una reacción reversible hipotética: $2A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ con una constante de equilibrio $K_p = 0.05$ a 298 K. Si se introduce una mezcla de A, B y C con presiones parciales iniciales de $P_A = 2$ atm, $P_B = 1$ atm y $P_C = 0.1$ atm, ¿cuál será la dirección espontánea de la reacción para alcanzar el equilibrio?
- La reacción se desplazará hacia los productos (derecha) hasta que se restablezca el equilibrio.
- La reacción está en equilibrio y no se observará ningún cambio neto.
- La reacción se desplazará hacia los reactivos (izquierda) hasta que se restablezca el equilibrio. (correct)
- Es imposible determinar la dirección sin conocer la entalpía de la reacción.
En la reacción de descomposición de óxido de mercurio ($HgO(s) \rightleftharpoons Hg(l) + 1/2 O_2(g)$) a una temperatura dada, ¿cómo afectará la adición de un catalizador a las concentraciones de equilibrio de $Hg(l)$ y $O_2(g)$?
En la reacción de descomposición de óxido de mercurio ($HgO(s) \rightleftharpoons Hg(l) + 1/2 O_2(g)$) a una temperatura dada, ¿cómo afectará la adición de un catalizador a las concentraciones de equilibrio de $Hg(l)$ y $O_2(g)$?
- Las concentraciones de $Hg(l)$ y $O_2(g)$ no se verán afectadas, pero el equilibrio se alcanzará más rápidamente. (correct)
- Las concentraciones de $Hg(l)$ y $O_2(g)$ aumentarán en igual proporción.
- Las concentraciones de $Hg(l)$ y $O_2(g)$ disminuirán debido a la reducción de la energía de activación.
- La concentración de $Hg(l)$ aumentará, mientras que la de $O_2(g)$ disminuirá debido a un cambio en la constante de equilibrio.
Considere la reacción elemental reversible $A + B \rightleftharpoons C$, donde todas las especies están en fase gaseosa. Si la energía de activación para la reacción directa es significativamente menor que para la reacción inversa, ¿qué efecto tendrá un aumento de la temperatura en la constante de equilibrio, $K$?
Considere la reacción elemental reversible $A + B \rightleftharpoons C$, donde todas las especies están en fase gaseosa. Si la energía de activación para la reacción directa es significativamente menor que para la reacción inversa, ¿qué efecto tendrá un aumento de la temperatura en la constante de equilibrio, $K$?
Para una reacción exotérmica en equilibrio en un sistema cerrado, ¿cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión el efecto de aumentar la temperatura mientras se mantiene el volumen constante?
Para una reacción exotérmica en equilibrio en un sistema cerrado, ¿cuál de las siguientes afirmaciones describe con mayor precisión el efecto de aumentar la temperatura mientras se mantiene el volumen constante?
En la descomposición térmica del óxido de mercurio (HgO), ¿qué observación indicaría inequívocamente que se ha alcanzado el equilibrio dinámico?
En la descomposición térmica del óxido de mercurio (HgO), ¿qué observación indicaría inequívocamente que se ha alcanzado el equilibrio dinámico?
Considere una reacción en fase gaseosa $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g) + D(g)$. ¿Cuál de las siguientes condiciones, al ser modificada, no alterará la posición de equilibrio si el número de moles de gas en ambos lados de la ecuación es el mismo?
Considere una reacción en fase gaseosa $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g) + D(g)$. ¿Cuál de las siguientes condiciones, al ser modificada, no alterará la posición de equilibrio si el número de moles de gas en ambos lados de la ecuación es el mismo?
Se tiene la reacción reversible: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ $\Delta H < 0$. ¿Cuál de las siguientes modificaciones conduciría al mayor aumento en la producción de $NH_3$ en equilibrio?
Se tiene la reacción reversible: $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$ $\Delta H < 0$. ¿Cuál de las siguientes modificaciones conduciría al mayor aumento en la producción de $NH_3$ en equilibrio?
En un sistema en equilibrio, la adición de un gas inerte a volumen constante puede alterar la presión total, pero no afecta las presiones parciales de los reactivos y productos. ¿En qué tipo de reacción esta adición no desplaza el equilibrio?
En un sistema en equilibrio, la adición de un gas inerte a volumen constante puede alterar la presión total, pero no afecta las presiones parciales de los reactivos y productos. ¿En qué tipo de reacción esta adición no desplaza el equilibrio?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la relación entre la velocidad de reacción y el equilibrio en un sistema reversible?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la relación entre la velocidad de reacción y el equilibrio en un sistema reversible?
Para la reacción $A(g) \rightleftharpoons B(g)$, se encuentra que la constante de equilibrio $K$ aumenta significativamente al aumentar la temperatura. ¿Qué se puede inferir sobre la entalpía de la reacción?
Para la reacción $A(g) \rightleftharpoons B(g)$, se encuentra que la constante de equilibrio $K$ aumenta significativamente al aumentar la temperatura. ¿Qué se puede inferir sobre la entalpía de la reacción?
Considere la reacción exotérmica $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$. ¿Qué combinación de cambios maximizará el rendimiento de $SO_3$ en equilibrio?
Considere la reacción exotérmica $2SO_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2SO_3(g)$. ¿Qué combinación de cambios maximizará el rendimiento de $SO_3$ en equilibrio?
¿Cómo afecta la adición de un catalizador a una reacción reversible en equilibrio a la constante de equilibrio ($K$) y a las velocidades de las reacciones directa e inversa?
¿Cómo afecta la adición de un catalizador a una reacción reversible en equilibrio a la constante de equilibrio ($K$) y a las velocidades de las reacciones directa e inversa?
Considere la reacción $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(s)$. ¿Qué efecto tendrá un aumento de la presión en el equilibrio?
Considere la reacción $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(s)$. ¿Qué efecto tendrá un aumento de la presión en el equilibrio?
Una reacción reversible tiene una constante de equilibrio $K=1$. ¿Qué indica esto sobre las concentraciones de reactivos y productos en equilibrio?
Una reacción reversible tiene una constante de equilibrio $K=1$. ¿Qué indica esto sobre las concentraciones de reactivos y productos en equilibrio?
En la reacción $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$, la formación de NO es endotérmica. Si se aumenta la temperatura, ¿cómo afectará esto la constante de equilibrio?
En la reacción $N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)$, la formación de NO es endotérmica. Si se aumenta la temperatura, ¿cómo afectará esto la constante de equilibrio?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor un estado de equilibrio dinámico?
¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor un estado de equilibrio dinámico?
Si se aumenta la presión en un sistema gaseoso en equilibrio, ¿qué principio explica el desplazamiento del equilibrio?
Si se aumenta la presión en un sistema gaseoso en equilibrio, ¿qué principio explica el desplazamiento del equilibrio?
¿Qué indica un valor de la constante de equilibrio (K) mucho mayor que 1?
¿Qué indica un valor de la constante de equilibrio (K) mucho mayor que 1?
Considerando la reacción $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ en equilibrio, ¿qué efecto tendría la adición de un gas inerte a presión constante?
Considerando la reacción $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ en equilibrio, ¿qué efecto tendría la adición de un gas inerte a presión constante?
¿En qué se diferencia una reacción irreversible de una reacción reversible?
¿En qué se diferencia una reacción irreversible de una reacción reversible?
¿Cuál de las siguientes condiciones no afecta el estado de equilibrio de un sistema?
¿Cuál de las siguientes condiciones no afecta el estado de equilibrio de un sistema?
Si una reacción es exotérmica en la dirección directa, ¿qué ocurre con la constante de equilibrio al aumentar la temperatura?
Si una reacción es exotérmica en la dirección directa, ¿qué ocurre con la constante de equilibrio al aumentar la temperatura?
En un sistema en equilibrio donde hay más moles de gas en los reactivos que en los productos, ¿cómo afecta un aumento de la presión al equilibrio?
En un sistema en equilibrio donde hay más moles de gas en los reactivos que en los productos, ¿cómo afecta un aumento de la presión al equilibrio?
¿Qué propiedad del óxido de mercurio ($HgO$) permite observar la reversibilidad de su descomposición?
¿Qué propiedad del óxido de mercurio ($HgO$) permite observar la reversibilidad de su descomposición?
¿Cuál es la base para la formulación de la ecuación de velocidad en un estado de equilibrio, según el texto?
¿Cuál es la base para la formulación de la ecuación de velocidad en un estado de equilibrio, según el texto?
En una reacción en equilibrio, ¿qué indica una constante de equilibrio mucho menor que 1?
En una reacción en equilibrio, ¿qué indica una constante de equilibrio mucho menor que 1?
Según el principio de Le Châtelier, ¿cómo responde un sistema en equilibrio a la adición de calor si la reacción es exotérmica?
Según el principio de Le Châtelier, ¿cómo responde un sistema en equilibrio a la adición de calor si la reacción es exotérmica?
Para una reacción en fase gaseosa con igual número de moles de gas en reactivos y productos, ¿qué efecto tiene un aumento en la presión parcial de un reactivo sobre el equilibrio?
Para una reacción en fase gaseosa con igual número de moles de gas en reactivos y productos, ¿qué efecto tiene un aumento en la presión parcial de un reactivo sobre el equilibrio?
En un sistema cerrado que contiene la reacción en equilibrio $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ , se duplica la concentración de A. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es más precisa con respecto al nuevo estado de equilibrio en comparación con el equilibrio original?
En un sistema cerrado que contiene la reacción en equilibrio $A(g) + B(g) \rightleftharpoons C(g)$ , se duplica la concentración de A. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es más precisa con respecto al nuevo estado de equilibrio en comparación con el equilibrio original?
Considere la reacción $A(g) \rightleftharpoons B(g) + C(g)$ en equilibrio. Si se disminuye el volumen del sistema, ¿qué principio explica el desplazamiento del equilibrio?
Considere la reacción $A(g) \rightleftharpoons B(g) + C(g)$ en equilibrio. Si se disminuye el volumen del sistema, ¿qué principio explica el desplazamiento del equilibrio?
Para una reacción $A + B \rightleftharpoons C$ en equilibrio, se añade una gran cantidad de un disolvente que no reacciona con A, B o C. ¿Cuál es el efecto en el equilibrio?
Para una reacción $A + B \rightleftharpoons C$ en equilibrio, se añade una gran cantidad de un disolvente que no reacciona con A, B o C. ¿Cuál es el efecto en el equilibrio?
Se tiene la reacción $A(g) + 2B(g) \rightleftharpoons C(g)$. Si se aumenta la presión total del sistema añadiendo un gas inerte, ¿cómo afectará esto al equilibrio?
Se tiene la reacción $A(g) + 2B(g) \rightleftharpoons C(g)$. Si se aumenta la presión total del sistema añadiendo un gas inerte, ¿cómo afectará esto al equilibrio?
Si se calienta un sistema en equilibrio, ¿cómo se desplazará una reacción endotérmica?
Si se calienta un sistema en equilibrio, ¿cómo se desplazará una reacción endotérmica?
En la reacción $2A(g) \rightleftharpoons B(g)$, ¿cómo afectará la adición de un catalizador al rendimiento de B?
En la reacción $2A(g) \rightleftharpoons B(g)$, ¿cómo afectará la adición de un catalizador al rendimiento de B?
Según la ley de acción de masas, ¿a qué es proporcional la velocidad de una reacción química?
Según la ley de acción de masas, ¿a qué es proporcional la velocidad de una reacción química?
En un sistema en equilibrio con una reacción exotérmica, ¿qué efecto tendrá una disminución en la temperatura?
En un sistema en equilibrio con una reacción exotérmica, ¿qué efecto tendrá una disminución en la temperatura?
Flashcards
Irreversible Reactions
Irreversible Reactions
Reactions where reactants transform into products without reverting back.
Reversible Reactions
Reversible Reactions
Reactions where products can revert back to reactants.
Chemical Equilibrium
Chemical Equilibrium
A state where forward and reverse reaction rates are equal.
Equilibrium in Closed Systems
Equilibrium in Closed Systems
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Law of Mass Action
Law of Mass Action
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Mass action law
Mass action law
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Chemical Equilibrium Law
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Equilibrium Constant (K)
Equilibrium Constant (K)
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Factors Affecting Equilibrium
Factors Affecting Equilibrium
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Le Châtelier's Principle
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Concentration Effect
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Temperature Effect
Temperature Effect
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Pressure/Volume Effect
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Study Notes
- This text is about chemical equilibrium covering irreversible and reversible reactions, dynamic equilibrium states, the law of mass action, equilibrium constant, factors affecting equilibrium, and Le Châtelier's principle
Irreversible Reactions
- Reactants transform into products without reverting to the original reactants
- Reactions proceed until at least one reactant is completely consumed
- Examples include the combustion of a match or cooking food
Reversible Reactions
- Products react to regenerate the original reactants
- Leads to a state of chemical equilibrium
- Equilibrium states are common in nature
- Understanding these states is important
Dynamic Equilibrium States
- Mercury oxide (HgO) decomposes into mercury and oxygen when heated
- Reversibility is evident through color changes
- HgO is originally an orange solid, turning red and then silver-gray (the color of elemental mercury) as it decomposes
- When HgO is depleted, the reverse reaction is favored, benefiting the direct reaction and re-forming the original reactants
- Equilibrium is reached when the rates of formation of reactants and products are equal
- Equilibrium is a dynamic state, with reactions continuing in both directions
- No further changes in concentrations occur because the rates of the direct and reverse reactions are equal
- Most equilibria are achieved in closed systems
- Equilibrium can be attained by:
- Decomposing HgO
- Reacting Hg with O2
- Reacting a mixture of Hg, O2, and HgO
Law of Mass Action
- Each reaction has its own equilibrium state, characterized by a specific relationship between the concentrations of substances involved
- The rate of a chemical reaction is proportional to the product of the active masses of the reacting substances
- Active masses refer to the concentrations of substances participating in the reaction
- This law forms the basis for the rate equation
- At equilibrium, the law relates the rates in the forward (reactants to products) and reverse (products to reactants) directions
Equilibrium Constant
- The law of chemical equilibrium doesn't include the concentrations of solvents in large quantities, pure liquids or solids
- Numerator: concentrations of products C and D, each raised to the power of its stoichiometric coefficient
- Denominator: concentrations of reactants A and B, each raised to the power of its stoichiometric coefficient
- The equilibrium constant depends only on temperature and the specific nature of the reaction once chemical equilibrium has been reached
- Magnitude indicates if the formation of products or reactants is favored
- Constant >> 1: equilibrium favors product formation (shifts to the right)
- Constant << 1: equilibrium favors reactant formation (shifts to the left)
- Constant ≈ 1: the proportion of reactants and products is similar; neither is favored
Factors Affecting Equilibrium
- Only the concentration of substances, pressure (for gases), and temperature affect the equilibrium point of a reaction
Le Châtelier’s Principle
- Henry le Châtelier postulated that altering any factor in a system at equilibrium affects the reaction rate
- The equilibrium point will shift in the direction that counteracts the primary effect of the alteration
Effect of Concentration
- Adding more reactant promotes the direct reaction, counteracting the excess reactant
- Equilibrium shifts toward product formation to consume the added reactant
- Decreasing the concentration of a reactant causes the system to readjust by replenishing what was lost
- Equilibrium shifts to produce the missing species
Effect of Temperature
- For an exothermic reaction, the reverse direction is endothermic
- Adding energy increases the system's temperature, creating excess heat
- Compensated by increasing the rate in the direction of reactant formation, absorbing the excess heat
- Increasing the temperature of an endothermic reaction increases the rate of product formation
- Temperature changes increase reaction rate in the direction that absorbs heat, favoring the endothermic reaction
- Formally stated by Van't Hoff in 1884
Effect of Pressure or Volume
- Pressure variation has significant effects only for substances in the gaseous state
- Changing pressure also changes volume
- Volume change affects the density of molecules, modifying the concentrations (or partial pressures) of the species present
- Based on Avogadro's principle, equal numbers of moles/particles occupy the same volume under the same conditions
- The volume of a gas is proportional to the number of molecules
- Increased pressure favors the reaction that reduces the volume occupied
- Decreased pressure favors the reaction that occupies a larger volume, i.e., has a greater number of particles
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