EJERCICIOS DE TERMOQUÍMICA

EJERCICIOS DE TERMOQUÍMICA
La reacción química A → 2 B presenta un valor de ∆G0 = -50kJ. De lo indicado puede deducir que:
a) La reacción es exotérmica.
b) La transformación de reactivos en productos es termodinámicamente favorable.
c) La reacción transcurre de forma rápida.
Indique si las anteriores afirmaciones le parecen correctas, corrigiéndolas en su caso.
Soluc.: F, V, F
1.
2. El proceso H2O(s) → H2O(l) es endotérmico y transcurre de forma espontánea a 1 atm de presión y temperaturas
superiores a 273 K. Ello se debe a que:
a) Los procesos endotérmicos son siempre espontáneos a temperaturas superiores a 273 K.
b) La entropía del agua en estado líquido es mayor que la entropía del agua en estado sólido.
c) El término T∆S para el mencionado proceso se hace mayor que ∆H a partir de temperaturas superiores a 273 K
Comente las anteriores afirmaciones, referidas a la espontaneidad del mencionado proceso, indicando cual o cuales
le parecen correctos, razonando adecuadamente sus respuestas.
Soluc.: F, V, V
3.
Para la reacción química:
C(grafito) + 2 H2(g) → CH4(g) dispone de los siguientes datos tabulados a 298 K.
∆H0 (kJ/mol)
S (J/mol.K)
C(grafito)
0
5,74
H2(g)
0
130,7
CH4(g)
-74,8
186,9
A partir de estos datos, determine: ∆H0, ∆S0 y ∆G0 para esta reacción.
¿Qué le sugiere el valor obtenido para esta última magnitud?
Soluc.: -74,8 kJ/mol; -80,2 J/mol.K; -50,9 kJ/mol
4. Explica, razonadamente, si las siguientes reacciones serán siempre espontáneas, si no lo serán nunca, o si su
espontaneidad depende de la temperatura, y en este último caso, cómo es esa dependencia:
∆H>0
a) N2(g) + 3 Cl2(g) → 2 NCl3(g)
∆H<0
b) Mg(s) + H2SO4(aq)→ MgSO4(aq) + H2(g)
∆H<0
c) N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
∆H>0
Soluc.: Nunca, siempre, depende, depende
d) 2 Ag2O(s) → 4 Ag(s) + O2(g)
5. La reacción química A + B → C se realiza en un recipiente cerrado (volumen constante). El calor puesto en juego
en dicha reacción equivale a:
a) La variación de energía interna del sistema reaccionante.
b) La variación de entalpía de dicho sistema.
c) A cualquiera de las dos, ya que ambas presentan el mismo valor.
Comente las tres afirmaciones anteriores, indicando su validez o su invalidez, justificando sus respuestas.
Soluc.: V, F, F
6. Para la reacción de combustión del butano 2 C4H10(g) + 13 O2(g) → CO2(g) + 10 H2O(g);
∆H<0, indique
razonadamente si, a la misma temperatura, el calor desprendido a presión constante es igual, mayor o menor que el
calor desprendido a volumen constante.
Soluc.: Mayor (en valor absoluto)
7.
La combustión del acetileno (C2H2) produce CO2 y agua.
a) Escriba la ecuación química correspondiente a dicho proceso.
b) Determine el calor molar de combustión del acetileno.
c) Determine el calor producido cuando se quema 1 kg de acetileno.
Datos: ∆Hfo(C2H2) = 223,75 kJ/mol; ∆Hfo(CO2 ) = -393,5 kJ/mol; ∆Hfo(H2O ) = -241,8 kJ/mol
Soluc.: -1.253 kJ/mol; 48,2 MJ/kg
8.
La combustión, a la presión atmosférica, de 1 gramo de metano, con formación de CO2 y H2O líquida libera 50
kJ.
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
a) ¿Cuál es el valor de ∆H0 para la reacción
b) Determine el valor de ∆Hf0 del metano si ∆Hf0(CO2) = -394 y ∆Hf0 (H2O(l)) = -242 kJ/mol,.
Soluc.: -800 kJ/mol; -78 kJ/mol
9. Las entalpías normales de formación del butano(g), agua(l) y dióxido de carbono(g) son, respectivamente:
-125; -286 y -394 kJ/mol.
a) Formule la reacción de combustión completa del butano.
b) Calcule el número total de Kcal que una bombona de butano de 4 kg es capaz de suministrar.
c) Calcule el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, que se consumirá en la combustión de
todo el butano contenido en la bombona.
Datos: 1 Kcal=4,18 kJ
Soluc: 47.533 kcal ; 10.041 L
10. La entalpía de formación del amoníaco es ∆Hf0= -46,2 KJ/mol. Calcule el calor de reacción cuando se forman
3 litros de amoníaco, medidos en condiciones normales.
Datos: R=0,082 atm.l/K mol .Masas atómicas N=14 H=1
Soluc: 6,19 KJ
11. El calor de formación del AgCl (s), en condiciones normales, es -30,3 Kcal/mol y la entalpía de la reacción
Pb (s) + 2 AgCl (s) → PbCl2 (s) + 2 Ag (s) vale -25,1 Kcal en las mismas condiciones. Calcula:
a) El calor de formación del PbCl2 (s).
b) Calor que se genera en el proceso cuando reaccionan 1,84 ·1024 átomos de Pb(s).
Datos : nº de Avogadro 6,022·1023.
Soluc: -85,7 Kcal ; -76,7 Kcal
12. La entalpía de combustión del propano es -526,3 Kcal. Las entalpías de formación estándar del dióxido de
carbono y del agua son respectivamente de -94,03 Kcal/mol y -68,30 Kcal/mol. Calcular:
a) Entalpía de formación del propano.
b) Los Kg de carbón que serán necesarios quemar, siendo el rendimiento del 80%, para producir la misma
cantidad de energía que la obtenida en la combustión de 1 Kg de propano.
Datos: entalpía de combustión del carbón: -5 Kcal/g. Masa atómica del C:12 O:16 H:1.
Soluc: -28,99 Kcal ; 2,99 kg
13. La gasolina puede ser considerada como una mezcla de octanos (C8H18). Sabiendo que los calores de
formación de : agua gas = -242 KJ/mol; dióxido de carbono = -394 KJ/mol; y octano líquido = -250 KJ/mol.
a) Escriba la reacción de combustión de la gasolina
b) Calcule la energía liberada en la combustión de 5 litros de gasolina sabiendo que su densidad es de 800
Kg/m3.
c) ¿Qué volumen de gas carbónico medido a 30 ºC y presión atmosférica se generará en tal combustión.
Soluc: 178.257 KJ ; 6.975 L
14.- Calcula la entalpía estándar de la reacción: C(grafito) + 2 H2 (g) → CH4 (g) a partir de los siguientes datos:
∆H0 = -393,5 kJ
C(grafito) + O2 (g) → CO2 (g)
∆H0 = -285,8 kJ
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l)
Soluc: -74,7 KJ
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) ∆H0 = -890,4 kJ