TERMODINÁMICA QUÍMICA PROBLEMAS. 1) Calcular la variación

TERMODINÁMICA QUÍMICA
PROBLEMAS.
1)
Calcular la variación de entalpía de la siguiente reacción:
CH4(g) + 2 O2(g) ---> CO2(g) + 2 H2O(l)
DATOS. ΔHfo[CH4(g)] = -74,8 KJ/mol;ΔHfo[CO2(g)] = -393,5KJ/mol; ΔHf[H2O(l)] = -285,8 KJ/mol.
2)
A 25 1C el calor de formación del agua en estado de vapor es de 57800 cal/mol, mientras que si el agua
formada queda en estado líquido, el calor de formación es de 68320 cal/mol. Hallar el calor latente de
vaporización del agua a 25 1C, calculado en calorías/mol y en calorías/gramo.
3)
Se tienen los siguientes datos de calores de combustión a 298 K :
C(grafito) + O2(g) ---> CO2(g)
ΔH = -376,20 KJ/mol
H2(g) + 2 O2(g) ---> H2O(l)
ΔH = -273,28 KJ/mol
C6H6(g) + 7,5 O2(g) ---> 3 H2O(l) + 6 CO2(g)
ΔH = -3124 KJ/mol
Calcular el calor de formación del benceno en KJ/mol a partir de sus elementos C(grafito) e hidrógeno.
4)
Calcular el ΔHo de las siguientes reacciones reversibles:
2 SO2(g) + O2(g) <===> 2 SO3(g)
N2O4(g) <===> 2 NO2(g)
Explicar el efecto que sobre cada uno de estos equilibrios ejercerá:
a) Un aumento de temperatura.
b) Un aumento de presión.
DATOS. Las entalpías estándar de formación son, en KJ/mol:
SO2(g)=-296,8
SO3(g)=-395,6
NO2(g)=33,2
N2O4(g)=9,2
5)
Las variaciones de entalpía normales de formación del butano, dióxido de carbono y agua líquida son, en
KJ/mol: -126,1 ; -393,7 y -285,9 .
Calcular el calor desprendido en la combustión total de 3 Kg de butano.
DATOS. M.a(O) = 16 ; M.a(C) = 12
6)
El calor de formación del agua líquida y del dióxido de carbono son, respectivamente, 68 Kcal/mol y 94
Kcal/mol a 25 1C. Si el calor de combustión del acetileno es de 310,5 Kcal/mol; calcular el calor de formación
del acetileno considerando que el agua que se forma en la combustión está en estado líquido.
7)
Al quemar 22 g de propano se liberan 1,1,10 3 KJ. Escribir la ecuación ajustada correspondiente a la
combustión completa del propano y calcular su calor de combustión.
DATOS. M.a(O) =16 ; M.a(C) = 12
8)
Un ciclista corre durante 6 horas y gasta 33,5 KJ/min de energía por encima de sus necesidades normales.
Calcula los gramos de sacarosa (C12H22O11) que ha de consumir para compensar las necesidades extras de
energía.
DATOS. M.a(O) = 16 ; M.a(C) = 12 ; R = 0,082 at.l/K.mol .
Entalpías estándar de formación, KJ/mol:
CO2(g) = -393,5 ; H2O(l) = -285,5 ; C12H22O11 = -2218
9)
La entalpía de combustión del butano (gas) a presión atmosférica y 251C vale - 688 Kcal/mol. Las entalpías de
combustión del carbono y del hidrógeno en las mismas condiciones son respectivamente: -94 7; - 68,3
Kcal/mol. Calcular la entalpía de formación del butano a la presión atmosférica y 25 1C.
10)
Una muestra de carbonato de calcio sólido se descompone térmicamente dando 12,8 g de óxido de calcio
sólido y dióxido de carbono gas. Calcule el calor absorbido o desprendido en este proceso.
DATOS. M.a(Ca) = 40 ; M.a(C) = 12 ; M.a(O) = 16
Entalpías estándar de formación, en KJ/mol:
CaO(s) = -633 ; CO2(g) = -393 ; CaCO3(s) = -1207 .
11)
Calcular el cambio de entalpía estándar correspondiente al proceso siguiente:
TERMODINÁMICA. Selectividad. Química C.O.U. H.C.B.
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3 CO(g) + Fe2O3(s) ---> 3 CO2(g) + 2 Fe(s)
Indicar la variación de energía interna estándar del mismo proceso.
DATOS: ΔHof[Fe2O3(s)] = -824 KJ/mol ; ΔHof[CO(g)] = -110,5 KJ/mol.
ΔHof[CO2(g)] = -393,5 KJ/mol.
12)
Calcular el calor de reacción a 25 1C en el proceso:
PbS(s) + PbSO4(s) ---> Pb(s) + SO2(g)
sabiendo que las entalpías de formación estándar de las especie PbS(s) , PbSO4(s) y SO2(g) son respectivamente:
-22 54 ; -219,5 y -70,96 Kcal/mol.
Indíquese si la reacción es exotérmica o endotérmica.
13)
Se queman 1,17 g de C6H6(l) a volumen constante formandose CO2(g) y H2O(l) y se desprenden 11,720 calorías
a 25 1C. Determine la ΔU y ΔH de la reacción a esa temperatura.
14)
Las variaciones de entalpía normales de formación del butano, dióxido de carbono y agua líquida son,
respectivamente:
- 126,1 KJ/mol ; -393,7 KJ/mol ; -285,9 KJ/mol
Calcular el calor desprendido en la combustión total de 3 Kg de butano
15)
Suponga que fuese posible sintetizar el cloruro de neón y que éste tuviera una estructura de tipo cloruro de
sodio. La energía reticular calculada de forma teórica sería igual a - 506,1 KJ/mol . El potencial de ionización
del neón es 2,08.103 KJ/mol, la afinidad electrónica del cloro vale -348,3 KJ/mol y la energía de disociación
de la molécula de cloro es igual a 242 KJ/mol. ) Cómo será el proceso de formación del cloruro de neón
,endotérmico o exotérmico ?.) Por qué ?.
Comente el resultado.
16)
La entalpía de combustión de un compuesto orgánico, de fórmula C 6H12O6 es -2540 KJ/mol. Sabiendo que la
entalpía estándar de formación del CO 2 es -394 KJ/mol y la del H2O es - 242 KJ/mol, calcular la entalpía de
formación de dicho compuesto.
17)
Las entalpías de formación en condiciones estándar del agua y del CO valen, respectivamente: - 264,67 y 110,40 KJ/mol .
Calcule razonadamente la variación de entalpía en condiciones estándar para la reacción:
H2O(l) + C(s) ---> CO(g) + H2(g0
En esas condiciones,) la reacción sería exotérmica o endotérmica ?.
CUESTIONES TEÓRICAS.-
18)
Significado de entropía. ) Qué poseerá mayor entropía, una masa de agua líquida, la misma en forma de
vapor o en forma de hielo ?.
Razona la respuesta.
19)
) Por qué muchas reacciones endotérmicas transcurren espontáneamente a altas temperaturas ?.
20)
) Una reacción exotérmica será siempre espontánea ?.) Por qué ?. Justificarlo muy brevemente.
TERMODINÁMICA. Selectividad. Química C.O.U. H.C.B.
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