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Problemas termoquimica1

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Problemas termoquimica1

  1. 1. PROBLEMAS TERMOQUIMICA 1.-La combustión del acetileno (C2H2) produce CO2 y agua. a) Determine el calor molar de combustión del acetileno. b) Determine el calor producido cuando se quema 1 kg de acetileno. Datos: ∆Hf0(C2H2) = 223'75 kJ/mol; ∆Hf0(CO2 )= -393'5 kJ/mol; ∆Hf0(H2O )= -241'8 kJ/mol 2.-Las entalpías normales de formación del butano(g), agua(1) 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. (e) 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 3- La gasolina puede ser considerada como una mezcla de octanos (C8 H18). 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) Calcule la energía liberada en la combustión de 5 litros de gasolina sabiendo que su densidad es de 800 Kg/m3. b) ¿Qué volumen de gas carbónico medido a 30ºC y presión atmosférica se generará en tal combustión? 4.-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). 5.-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. 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. 6.- El sulfuro de cinc al tratarlo con oxígeno reacciona según: 2 ZnS(s) + 3 O2(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO2(g) Si las entalpías de formación de las diferentes especies expresadas en kJ/mol son: (ZnS) = ―184’1; (SO2) = ―70’9; (ZnO) = ―349’3. a) ¿ Cuál será el calor, a presión constante de una atmósfera, que se desprenderá cuando reaccionen 17 gramos de sulfuro de cinc con exceso de oxígeno? b) ¿Cuántos litros de SO2, medidos a 25 ºC y una atmósfera , se obtendrán? Datos: R= 0’082 atm·L·K‾1·mol‾1. Masas atómicas: O = 16; S = 32; Zn = 65’4. 7.- Dada la reacción: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) a) Determine la cantidad de calor, a presión constante, que es necesario suministrar para descomponer 3 kg de carbonato de calcio. b) Qué cantidad de carbonato de calcio se deberá utilizar para producir 7 kg de óxido de calcio si el rendimiento es del 90%. Datos: Entalpías de formación expresadas en kJ/mol: ( CaCO 3) = –1209’6; (CO2) = – 393’3; (CaO) = – 635’1. Masas atómicas: C = 12; O = 16; Ca = 40.
  2. 2. 8.- La tabla adjunta suministra datos termodinámicos, a 298 K y 1 atm, para el agua en estado líquido y gaseoso.a) Calcule ΔHº, ΔSº y ΔGº para el proceso de vaporización del agua. b) Determine la temperatura a la que las fases líquida y gaseosa se encuentran en estado de equilibrio.(Considere que ΔHº, ΔSº no cambian con la temperatura) Datos: Compuesto ΔHºf (KJ / mol) ΔSº (J / mol · K) H2O (l) -286 70 H2O (g) -242 188 9.- Calcular la temperatura de equilibrio (ΔG0= 0) para la reacción: 2 SO3  2 SO2 (g) + O2 (g): Datos: ΔH0f (kJ/mol): SO3: –395,8; SO2: –296,4; S0 (J/mol·K): SO3 (g): 256,2;SO2 (g): 248,5; O2 (g): 204,8 10.-Calcula el calor de formación del ácido metanoico (HCOOH), a partir de los siguientes calores de reacción: C (s) + ½ O2 (g) → CO (g); ΔH = –110,4 kJ H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l); ΔH = –285,5 kJ CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g); ΔH = –283,0 kJ HCOOH(l) + ½O2 (g) → H2O(l) + CO2(g); ΔH = –259,6 kJ 11.- A 25 °C, tenemos: CO(g) + 1/2 O2(g) ⇄ CO2(g); ΔHrº=282,98 kJ Para esa misma reacción, ΔGrº=257,19 kJ. ¿A qué temperatura ya no será espontánea la reacción, en condiciones estándar? 12.- Para la reacción de combustión del etanol, C 2H5OH, que es un líquido a 25 ºC, conteste a las siguientes preguntas con ayuda de los datos de la tabla que se adjunta: a) Escriba la reacción y calcule su ∆G a 25 ºC. b) Calcule la variación de la energía interna a 25 ºC. c) Explique si la reacción sería o no espontánea a 727 ºC (supóngase que H y S son independientes de la temperatura). DATO: R = 8,31 J·mol-1·K-1. C2H5OH (l) O2 (g) CO2 (g) H2O (l) 0 -1 -277,3 0,0 -393,5 -285,8 ∆H f (kJ·mol ) 0 -1 -1 S (J·mol ·K ) 160,5 205,0 213,6 69,9 13.- Teniendo en cuenta los siguientes datos a 1 atm. y 298 K: Entalpía estándar de formación del metano = - 74,9 kJ/mol Calor de sublimación del grafito = 718 kJ/mol Energía de disociación del hidrógeno = 436 kJ/mol Calcula la energía de disociación o energía media del enlace C – H del metano 14.- Calcula la entalpía normal de formación del amoníaco NH 3 (g) a partir de los valores de las energías de enlace siguientes (en kJ/mol) H – H = 436 , NºN = 946 , N – H = 390. 15.- a) Calcula ΔG para la reacción de disociación del tetróxido de dinitrógeno en dióxido de nitrógeno a 298 K y a 373 K. b) Discute la espontaneidad de la reacción. Datos : ΔHf N2O4 = 9,16 kJ/mol , ΔHf NO2 = 33,2 kJ/mol S N2O4 = 0,304 kJ/mol.K , S NO2 = 0,24 kJ/mol .K 16 - Dada la siguiente reacción, sin ajustar, en fase gaseosa: Amoníaco + Oxígeno Monóxido de Nitrógeno + Agua a) Calcula el calor de reacción estándar. b) Calcula el calor absorbido o desprendido (especificar), cuando se mezclan 5 gramos de amoníaco con 5 gramos de oxígeno.
  3. 3. Datos: ΔHf (kJ/mol): Amoníaco = - 46 , Monóxido de nitrógeno = 90 , Agua = -242 masas atómicas: N = 14 , H =1 , O = 16

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