Guía-6 - Universidad de Concepción

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)