TERMOQUIMICA (II)

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.