Facultad de Ciencias Químicas Universidad de Concepción GUIA DE EJERCICIOS N°° 6 ENTALPIA, ESPONTANEIDAD, ENTROPÍA, ENERGÍA LIBRE Y EQUILIBRIO. 1.- El calor de combustión a volumen constante del metano se midió en una bomba calorimétrica a 25°C y resultó ser igual a –885.839 kJ/mol ¿Cuál es el valor del ∆H? 2.- Calcule el ∆H° y ∆U° para la siguiente reacción: OF2(g) + H2O(g) → O2(g) + 2HF(g) Las entalpías estándar de formación para estas especies son: ∆H°f(OF2(g)) = +23.0 kJ/mol; ∆H°f(H2O(g)) = –241.8 kJ/mol; ∆H°f(HF(g)) = –268.6 kJ/mol 3.- Para la siguiente reacción: B2H6(g) + 3O2(g) → B2O3(s) + 3H2O(l) ∆U° es –2143.2 kJ. Calcule el ∆H° para esta reacción. 4.- Indique como cambia la entropía en cada uno de los siguientes procesos: (a) Calentamiento de O2(g) desde 20°C hasta 50°C. (b) Disolución de sacarosa(s) en agua a 25°C. (c) Plomo fundido se solidifica. (d) Evaporación de etanol a temperatura ambiente. 5.- Utilice valores de entropía estándar para calcular el cambio de entropía estándar (∆S°reacc) para las siguientes reacciones: (a) H2(g) + CuO(s) → Cu(s) + H2O(g) (b) 2 Al(s) + 3 ZnO(s) → Al2O3(s) + 3 Zn(s) (c) CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l) 6.- Prediga si en las siguientes reacciones, la entropía aumenta, disminuye o permanece constante: (a) H2O2(l) → H2O(l) + 1/2 O2(g) (b) H+(ac) + OH¯ (ac) → H2O(l) (c) Ca(OH)2(s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(g) (d) I2(g) → 2 I(g) (e) N2(g) + O2(g) → 2 NO(g) 7.- Calcule ∆G°reacc a 25°C para las siguientes reacciones: (a) 2 Mg(s) + O2(g) → 2 MgO(s) (b) 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) (c) 2 C2H6(g) + 7 O2(g) → 4 CO2(g) + 6 H2O(l) 8.- Encuentre la temperatura a la cual los procesos con los siguientes valores de ∆H y ∆S serán espontáneos: (a) ∆H = -126 kJ y ∆S = 84 JK-1 (b) ∆H = -11.7 kJ y ∆S = -105 JK-1 9.- Calcule el ∆G° para la siguiente reacción a 298 K 2 H2(g) + CO(g) ⇔ CH3OH (g) Si para este proceso: ∆H° = -90.7 kJ y ∆S° = -221.5 JK-1. 10.- La entalpía de vaporización del Hg(l) es 58.5 kJmol-1 y el punto normal de ebullición es 630 K ¿Cuál es ∆Svao del Hg(l)? 11.- El cambio de energía libre para la siguiente reacción: 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) ⇔ NH3(g) es ∆G° = 26.9 kJmol-1 a 700 K. Calcule la constante de equilibrio a esta temperatura. 12.- La Kw para la autodisociación del agua a 25°C: H2O(l) ⇔ H+(ac) + OH¯ (ac) es 1.0 × 10-14. Calcule el ∆G° para este proceso. 13.- Calcule el ∆G° y Kp para la siguiente reacción en el equilibrio a 25°C 2 H2O(g) ⇔ 2 H2(g) + O2(g) 14.- Para el siguiente equilibrio de solubilidad: Al(OH)3(s) ⇔ Al3+(ac) + 3 OH¯ (ac) El Kps es 1.8 × 10-33. Calcule el ∆G° para este proceso. 15.- La constante de equilibrio (Kp) para la reacción: H2(g) + CO2(g) ⇔ H2O(g) + CO(g) es 4.40 a 2000K. (a) Calcule el ∆G° para esta reacción. (b) Calcule el ∆G para la reacción cuando las presiones parciales son pH2 = 0.25 atm, pCO2 = 0.78 atm, pH2O = 0.66 atm y pCO = 1.20 atm. 16.- Calcule el ∆G para la siguiente reacción a 25°C cuando la presión de CO2(g) es 0.0010 atm, si ∆H° = 177.8 kJ y ∆S° = 160.5 JK-1 CaCO3(s) ⇔ CaO(s) + CO2(g)