TERMOQUIMICA (II) 1.- El metanol se puede obtener industrialmente a partir de la reacción: 2H2 (g) + CO (g) ------------ CH3OH (l) Hº = -128,0 kJ a) Si la entalpía de formación del monóxido de carbono es -110,5 kJ/mol, calcula la entalpía molar de formación del metanol líquido. b) Si la entalpía de vaporización del metanol es 35,2 kJ/mol, calcula la entalpía de formación del metanol en estado de vapor. 2.- En el proceso de obtención del hierro en un alto horno ocurre la reacción siguiente: Fe2O3 (s) + 3 CO (g) ------------- 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) a) Calcula la entalpía estándar de esta reacción. b) Calcula la variación de energía libre de la reacción a 2000ºC , sabiendo que Sº de la reacción es 14,63 J.mol-1.K-1. (Considera que H y S permanecen constantes con la temperatura). c) Indica, razonadamente, si dicha reacción será espontánea a cualquier temperatura. Datos: Hºf en kJ.mol-1 : Fe2O3 (s) = -824,2; CO (g) = -110,52; CO2 (g) = -393,51 3.A partir de los siguientes datos termoquímicos: calor de formación del metano (g) partiendo del carbono (grafito) = -17,89; calor de combustión del carbono (grafito) = -94,05; calor de formación del agua (l) = -68,32, todos ellos expresados en kcal/mol y a 298 K. Calcula: a) El calor de combustión del metano. b) Cuántos gramos de metano haría falta quemar para calentar 30 litros de agua de densidad 1g/cm 3 desde la temperatura de 15ºC hasta 80ºC. Para ello considera que la caloría es el calor necesario para elevar un grado a un gramo de agua, en el intervalo del problema. 4.- Determina a qué temperatura es espontánea la reacción: N2 (g) + O2 (g) ---------- 2NO (g) Hº = 180,8 kJ Sabiendo que: Sº (NO) = 0,21 kJ. mol-1.K-1 ; Sº (O2) = 0,20 kJ. mol-1.K-1 ; Sº(N2) = 0,19 kJ. mol-1.K-1 5.- Calcula el valor de Hº para la reacción: 3 CH4 ----------- C3H8 + 2 H2 Sabiendo que las energías de enlace C-H, C-C y H-H son 99, 83 y 104 kcal.mol-1, respectivamente. 6.- El calor de combustión del butano gaseoso a presión constante y 25ºC es -2879 kJ. Sabiendo que los calores de formación de CO2 (g) y H2O (l) son -393,5 y -285,8 kJ respectivamente, calcular: a) el calor de formación del butano a presión constante. b) El calor de combustión a volumen constante. Datos: R = 8,31 J.mol-1.K-1 7.-Discuta la espontaneidad de la reacción CaCO3 ------- CaO + CO2 a las siguientes temperaturas: 417,4ºC, 834,8ºC y 1252,2ºC. Justifique, además, cuál de ellas sería la más adecuada para obtener óxido de calcio. Datos: Hº = 177802 J; Sº = 160,5 J/K 8.- La reacción de una mezcla de aluminio en polvo con óxido de hierro (III) genera hierro y óxido de aluminio. La reacción es tan exotérmica , que el calor liberado es suficiente para fundir el hierro que se produce. Calcular el cambio de entalpía que tiene lugar cuando reaccionan completamente 53,96 gramos de aluminio con un exceso de óxido de hierro (III) a temperatura ambiente. Datos: Hº de formación del óxido de hierro (III) = -822,2 kJ; Hº de formación del óxido de aluminio = -1676 kJ.