termoquimica[1]

1 . P a r a c a d a u n a d e la s r e a c c io n e s s i g u ie n t e s , e x p lic a r s i e l c a lo r d e s p r e n d id o a p r e s ió n c o n s t a n t e e s m e n o r , m a y o r o ig u a l , a l c a lo r d e s p r e n d id o a v o lu m e n c o n s t a n t e .                  H            2            ( g ) + 1 / 2 O    2              (   g    )                          H             2            O       (   l  )                                                                                         a .    C ( s ) + O    2             (   g     )              C    O             2     (    g   )                                                                                    b .    c .    C          1 2          H            2 2          O              1 1          ( s ) + 1 2 O     2             (   g    )                      1     2       C     O         2               (   g     )     +       1     1       H        2           O           (   l    )                                                                                                                                                                                 Q p = Q v +

n . R . T                                                        

 ∆                

n = - 1 - 0 , 5 = - 1 , 5               E     l   c    a   l   o   r     d    e   s    p   r   e     n   d     i  d   o     a     p   r   e   s    i  ó   n

a )

 ∆                

b )

 ∆                 n

= 1 - 1 = 0                               E     l   c    a   l   o   r     d    e   s    p   r    e   n   d     i  d   o     a     p   r   e    s

c )

 ∆                n

= 1 2 - 1 2 = 0                      E   l     c   a    l o     r     d   e    s   p   r    e   n    d   i  d   o      a     p   r    e   s   i  ó    n  

c o n s t a n t e e s m a y o r     q   u   e   e   l   c   a   l  o r    d   e   s   p   r   e  n   d  i d   o     a   v   o   l u  m     e   n   c   o   n   s   t   a n t e

i ó n c o n s t a n t e e s i g u a l     a   l   c   a   l   o   r     d   e   s   p    r   e   n d i d o a v o l u m e n c o n s t a n t e

c o n s t a n t e e s i g u a l     a   l   c   a   l   o   r     d   e   s   p    r   e   n d i d o a v o l u m e n c o n s t a n t e

1   

2 ¿ u D

. C a lc u la r la v a r ia Q u é c a n t id a d d e n a b o m b o n a?       A T O S : E n t a lp ía s k J / m o l                 M a s a s a t ó m ic a s : H

c ió n d e e n t a lp ía c a lo r s e d e s p r e                           e s tá n d a r d e f o                 = 1 ; C = 1 2 ; O =

q u e s e p r o d u c e e n la c o m b u s t ió n d e l b u t a n o e n c o n d ic io n e s e s t á n d a r . n d e r á e n l a c o m b u s t ió n c o m p l e t a d e lo s 1 2 k g d e b u t a n o q u e c o n t ie n e                                         r m a c i ó n : C O     2            (   g     )     =      -    3     9     3       k     J       /    m      o   l   ;     H       2            O     (    l   )       =      -    2       8      6       k    J     /    m     o     l   ;     C     4           H             1  0           (   g     )      =         -    1     2     5                                                       1 6                                           

2    

2 ¿ u D

. C a lc u la r la v a r ia Q u é c a n t id a d d e n a b o m b o n a?       A T O S : E n t a lp ía s k J / m o l                 M a s a s a t ó m ic a s : H

c ió n d e e n t a lp ía c a lo r s e d e s p r e                           e s tá n d a r d e f o                 = 1 ; C = 1 2 ; O =

q u e s e p r o d u c e e n la c o m b u s t ió n d e l b u t a n o e n c o n d ic io n e s e s t á n d a r . n d e r á e n l a c o m b u s t ió n c o m p l e t a d e lo s 1 2 k g d e b u t a n o q u e c o n t ie n e                                         r m a c i ó n : C O     2            (   g     )     =      -    3     9     3       k     J       /    m      o   l   ;     H       2            O     (    l   )       =      -    2       8      6       k    J     /    m     o     l   ;     C     4           H             1  0           (   g     )      =         -    1     2     5                                                       1 6                                           

2    

3 . D a d o s lo s p r o c e s o s :                                   N            2            ( g ) + 3 H    2               (   g     )                      2       N     H            3              (   g    )                               ∆               H         <     0                    H            2          O ( l ) H            2          O ( g )                                                     ∆                 H > 0          a . I n d i c a r d e f o r m a r a z o n a d a , c ó m o s e r á e l s i g n o d e ∆                 S e n c a d a r e a c c i ó n .                                 b . A n a liz a r la e s p o n t a n e i d a d d e a m b o s p r o c e s o s .                  a e c E E

) L a n t r o u a n t n la n la

e n t r o p ía p ía . L o s o m a y o r p r im e r a s e g u n d a

e s u n a m g a s e s t ie s e a e l n ú r e a c c ió n r e a c c ió n

e d id a d n e n m a y m e r o d e d is m in u , e l a g u a

e l g r a d o d e d e o r e n t r o p ía q u m o le s , m a y o r y e e l n ú m e r o d líq u i d a a l p a s a

b ) P a ra q u e u n p r o c e s o s e a e s p o n t á n e o

E n la s e g u n d a r e a c c ió n

∆                 

s is t e m a . C u a n t o m y e s t o s m a y o r q u e p ía .                a s e s , lu e g o d is m in u e g a s a u m e n t a s u d

á s d e s o r d e n a d o e s t é e l s is t e m a , m a y o r lo s s ó lid o s . S i s ó lo i n t e r v ie n e n g a s e s , y e la e n t r o p ía e s o r d e n , ∆                 S           

∆                 S            <

>

0             

0             

G < 0         

G =

∆                 

e u n id o s n t r o d e g d o d

∆                 

∆                 

E n la p r im e r a r e a c c ió n

s o r d e n d e lo s líq u s e r á la e e m o le s r a l e s t a

H - T . ∆                S           

∆                 

S < 0 . L a r e a c c ió n s e r á e s p o n t á n e a a T b a j a s .                 

H < 0 y

∆                 

H < 0 y

∆                 

S > 0 . L a r e a c c ió n s e r á e s p o n t á n e a a T a lt a s .                 

3    

4 . C a lc P b O (s P b O (s S O            3            ( g

u la ) + ) + ) +

r l a e n t a l p í a e s t á n d a r d e f o r m a c i ó n d e l S O     3              a     p    a     r   t     i   r     d     e      l  a   s      s   i   g     u   i   e    n     t   e     s     e     c     u   a     c    i  o   n     e   s      t    e   r    m   o q u í m i c a s :                                   S ( s ) + 3 / 2 O    2   (   g    )     →          P   b     S     O     4              (     s       )                        ∆              H     º        1            =     -   6       9     9     ,   8          k    J                                                                                                                   H   2            S     O            4    .     5     H            2           O        (   a    q   )     →        P     b     S     O     4             (   s   )      +     6      H       2          O         (   l   )             ∆                    H      º        1          =     -    1     1   6       ,   9           k   J                                                                                                                                                        6 H    2           O       (   l )      →           H             2           S     O            4             .     5       H            2            O       (    a   q     )           ∆                 H       º        3              =     -   1 8 8 , 2 k J                                                                                                          

R e a c c i ó n d e f o r m a c i ó n d e l S O     3                                                                                                                                    

P b O ( s ) + S ( s ) + 3 / 2 O    2   (    g   )     →            P   b     S     O     4             (   s     )                                                                                                                         

- 1 [      S O            3            ( g ) + 6 H    2           O        (   l   )     →           H             2             S     O            4             .     5       H            2           O         (   a     q     )   ]                                                               - 1 [ P b O ( s ) + H   2           S     O            4     .     5     H            2            O        (   a    q   )       →         P     b     S     O      4            (    s   )       +        6        H      2          O         (   l   )       ]                                                                                                                                               

P b O ( s ) + S ( s ) + 3 / 2 O    2   (    g   )     →         P   b     S     O     4              (   s      )                                                                                                                                           

H            2          S O              4          . 5 H            2          O ( a q ) →

S O              3            ( g ) + 6 H   2            O       (    l )                                                                                                                                                 

P b S O   4            (   s )    +   6   H       2           O        (   l   )       →            P   b    O        (   s    )     +         H         2            S       O              4      .     5       H            2            O           (    a     q   )                                                                                                

S ( s ) + 3 / 2 O   2     (   g   )       →         S   O             3       (  g   )                                                                                 

4    

5 . E l a m o n ia c o , a 2 5 º C y 1 a t m , s e p u e d e o x id a r s e g ú n la r e a c c ió n :                 4 N H            3            ( g ) + 5 O    2             (   g     )                              4      N     O        (   g   )      +     6       H      2           O         (   l   )                                                                                               C a lc u la r : a . L a v a r ia c ió n d e e n t a lp í a .                b . L a v a r ia c ió n d e e n e r g ía in t e r n a .                             D A T O S : R = 8 , 3 1 J . K   -  1      .    m      o   l   -    1       ;     E     n      t   a     l   p     í  a    s      d    e     f     o    r   m       a   c    i   ó     n   e s t á n d a r : N H    3     (   g     )       =       -    4     6     ,   2        k    J     /     m       o     l   ,     N      O        (    g     )     =      9  0 , 4 k J / m o l , H    2           O         (    l   )     =        -   2     8     5     ,   8       k      J     /     m       o     l                                               ∆                 H            r       

a ) 

∆                 

∆                 n

 = [ 4

∆                 H            f       

0         

 (N O ) + 6

∆                 H            f       

0         

( H            2              O ) ] - [ 4

∆                 H            f       

0         

( N H            3            ) ]

H            r        0            = 4 . 9 0 , 4 + 6 ( - 2 8 5 , 8 ) - 4 ( - 4 6 , 2 ) = - 1 1 6 8 , 4 k J                                                                                                          

∆                 H

b ) 

0         

=

∆                 U

+

n . R . T                             ∆                   U       =      ∆                  H         -     ∆                   n       .     R       .     T                                                                                                                          

∆                 

= 4 - 5 - 4 = - 5                           ∆                 U       =       -   1    1   6    8     , 4      -      (   -    5   )     .   8     , 3 1 . 1 0   -   3               .     2     9     8       =       -   1     1   5     6     ,   0     2       k     J                                                                            

5    

6 . E n u n h o r n o d e p r e p a r a c ió n d e c a l, C a O , q u e u t iliz a p r o p a n o c o m o c o m b u s t ib le , s e p r o d u c e n la s s ig u ie n t e s r e a c c i o n e s :                 C a C O   3           (   s  )          C a   O     (   s   )   +   C   O       2               (   g   )                       ∆    H         =     1   7     9     k     J                                                                                                                                                         C          3          H            8            ( g ) + 5 O     2             (     g   )                        3       C     O              2              (   g    )     +       4     H       2            O              (   l  )                     ∆                       H        =     -    2   2     1   9       k     J                                                                                                         ¿ Q u é m a s a d e p r o p a n o s e d e b e q u e m a r p a r a d e s c o m p o n e r 1 0 0 k g d e c a r b o n a t o d e c a lc io , s i s ó lo s e a p r o v e c h a e l 4 0 % d e l c a lo r d e s p r e n d i d o ?                                      C a lo r n e c e s a r io p a r a d e s c o m p o n e r 1 0 0 k g d e c a r b o n a t o d e c a lc io :                  

Q

= n .

∆                 H

= 1 0 0 0 . 1 7 9 = 1 7 9 0 0 0 k J                                                      

M o le s d e p r o p a n o n e c e s a r io s p a r a p r o d u c i r 1 7 9 0 0 0 k J , s i s ó lo s e a p r o v e c h a e l 4 0 % :                  

2 2 1 9 . 0 ,4 = 8 8 7 ,6 k J s e a p r o v e c h a n p o r m o l d e p r o p a n o                                         

6    

7 . D a d a s la s v a r ia c io n e s d e e n t a lp ía , e n k J / m o l d e la s s ig u ie n t e s r e a c c io n e s q u í m ic a s :                   I          2            ( g ) + C l 2             (     g   )                        2 I C l ( g ) ∆                 H º = 3 5 , 1                                                                   2 H            2 ( g ) + O     2             (    g   )                  2       H              2           O         (   g     )             ∆         H      º       =      -   4     8     3     ,   7                                                                                                        R a z o n e b r e v e m e n t e s i s o n c o r r e c t a s o n o la s s ig u i e n t e s a f ir m a c io n e s :                   a . L a f o r m a c ió n d e I C l, a 2 5 º C , e s u n a r e a c c ió n e x o t é r m ic a .                                 b . E n la f o r m a c ió n d e 1 8 g d e a g u a , a 2 5 º C , s e d e s p r e n d e r á n 4 8 3 ,7 K J                                                                                                     c . L a r e a c c ió n d e f o r m a c ió n d e l a g u a s e r á u n p r o c e s o e s p o n t á n e o .                                 d .    E l c l o r u r o d e y o d o , a 2 5 º C , s e d e s c o m p o n d r á e s p o n t á n e a m e n t e e n s u s e l e m e n t o s .                                 a ) F a ls a . E s u n a r e a c c ió n e n d o t é r m ic a ,

H > 0 . A b s o r b e c a lo r ( 3 5 ,1 k J / m o l)                           

∆                 

b ) F a l s a . 1 8 g d e a g u a e s 1 m o l, p o r c a d a m o l s e d e s p r e n d e n 2 4 1 ,8 5 k J .                             c ) F a ls a . D e p e n d e d e la t e m p e r a t u r a ,

H < 0 y

∆                 

S < 0 ( d i s m in u y e e l d e s o r d e n ) ; s e r á e s p o n t á n e o a t e m p e r a t u r a s b a j a s .               

∆                 

d ) V e r d a d e r a . ∆                 H > 0 y l a e n t r o p í a e s p r á c t i c a m e n t e i g u a l e n l o s p r o d u c t o s y e n l o s r e a c t i v o s e n s e n t id o c o n t r a r io .               

S = 0 ; s e r á e s p o n t á n e o

∆                 

7    

8 . L a e n t a lp ía e s t á n d a r d e c o m b u s t ió n d e a z u f r e p a r a d a c o m b u s t i ó n d e S O   2             a       S       O              3       –     9     8     ,  2       k    J     ∙  m      o    l  -  1       .    D      e     t     e       r     m      i    n    a r l a d a r S O   3             y       c     a    l  c   u    l   a     r       l   o    s     g    r     a     m      o   s      d     e       a     z     u     f     r    e     q     u     e       h   a y q u e h a c S O              3            a 2 5 º C y 1 a t m .                             D A T O S : R = 0 , 0 8 2 a t m ∙ L ∙ m o l - 1       ∙   K          -  1       ;      M       a     s   a s a t ó m i c a s : S = 3

r S O    2               v   a    l   e     –     2    9     6    ,  8     k     J     ∙   m     o    l   -   1         y       l    a     d     e         l   a     r     e    a   c     c   i   ó     n   d e e n t a lp ía e s t á n d a r d e c o m b u s t ió n d e a z u f r e p a r a e r r e a c c i o n a r c o n o x í g e n o p a r a c o n s e g u i r 1 m     3             d      e                                                         2 ,0 ; O = 1 6 ,0                                              H            1          = - 2 9 6 , 8 k J / m o l                                

∆                 

H            2            = - 9 8 , 2 k J / m o l                                

∆                 

H            c        =

∆                 

P . V = n . R . T n          S              = 4 0 , 9 2

∆                 

H            1 +

∆                 

H            2            = - 3 9 5 k J / m o l                                

1 . 1 0 0 0 = n . 0 , 0 8 2 . 2 9 8                             n       =      4   0     ,  9   2       m     o     l                                   m o l d e a z u f r e                                        m             S                 =     4    0     ,   9    2     m     o     l    .   3     2 g / m o l = 1 3 0 9 , 4 4 g                                                                                  

8    

9 . L a d e s c o m p o s ic ió n d e l t e t r a ó x id o d e d in it r ó a lt a s . L o s d a t o s t e r m o d in á m ic o s , a 2 9 8 K , s e in a .    ∆ H º e ∆ S º a 2 9 8 K .                             b .    L a v a r i a c i ó n d e e n e r g í a i n t e r n a a 2 9 8 K . c .    S i l a r e a c c i ó n e s e s p o n t á n e a a 2 9 8 K e n d .    L a t e m p e r a t u r a a p a r t i r d e l a c u á l e l p r o in d e p e n d ie n t e s d e la t e m p e r a t u r a ) .               

g e n o , N     2           O              4               D               2       N       O            2           ,    o    c   u    r    r     e       e    s   p     o     n     t   á    n    e    a     m       e n t e a t e m p e r a t u r a c lu y e n e n la t a b la a d j u n t a . D e t e r m in a r p a r a d ic h a r e a c c ió n :                                c o n d ic io n e s e s t á n d a r .                c e s o e s e s p o n t á n e o ( c o n s id e r e q u e ∆ H º y ∆ S º s o n

C o m p u e s t o                          ∆   H   º   f    ( k   J   ∙   m   o   l  -  1       )                                          S   º ( J K   1     ∙   m     o    l   -   1    )                                                                                         

a )     

∆                 H            ∆                 S           

b )     

∆                 U

c )     

∆                 

d )     

0 =

0         

0         

 = 2 .

N            2          O            4         

9 ,2

3 0 4

N O            2         

3 3 ,2

2 4 0

H            f        0 ( N O            2          ) -

∆                 

H            f        0          ( N            2          O            4          )     

∆                 

  = 2 . S   0     (    N     O            2          )     -      S          0               (   N             2          O             4          )                                                   

=

∆                 H

G =

∆                 

∆                 H

-

   

   

   

   

   

   

 

 

 

   

H            0            = 2 . 3 3 , 2 - 9 , 2 = 5 7 , 2 k J                                                                                                          

∆                 

∆                 S           

0         

 = 2 . 2 4 0 - 3 0 4 = 1 7 6 J / K                                                    

n . R . T                                                           ∆                   U       =         5     7     ,   2       -       1              .   8    , 3 1 . 1 0   -  3              .     2     9     8        =      5   4      ,   7     2       k    J                                                                                                                  

∆                 

H - T . ∆                 S - T .

∆                 

S

∆                 G

= 5 7 , 2 - 1 7 6 . 1 0   - 3     .   2     9   8       =     4   ,   7   5      >    0       N     o    e    s   p   o    n   t   á    n   e   a                                                                   

0 = 5 7 , 2 - 1 7 6 . 1 0   - 3     .   T                     T       =     3    2   5     K                                                                                                                    

E s e s p o n t á n e a a T > 3 2 5 K                                                    

9    

1 0 . L a t a b la a d j u n t a s u m in is t r a d a t o s t e r m g a s e o s o .                             a .    C a l c u l a r ∆                 H º , ∆                 S º y ∆                G  º p a r a e l p r o b .    D e t e r m i n a r l a t e m p e r a t u r a a l a q u e ( c o n s i d e r a r q u e ∆                 H º y ∆                 S º n o c a m b i a n c o n

o d in á m ic o s , a 2 9 8 K y 1 a t m , p a r a e l a g u a e n e s t a d o líq u id o y c e s o d e v a p o r iz a c ió n d e l a g u a .                la s f a s e s líq u id a y g a s e o s a s e e n c u e n t r a n e n e s t a d o d e e q u ilib r io la t e m p e r a t u r a )                           

C o m p u e s t o                           ∆                  H   º  f     ( k   J    ∙ m   o   l   -   1     )                                        S   º ( J ∙ K   -   1    ∙  m       o     l   -   1     )                                                                                    H            2          O ( l )                                                    

- 2 8 6                                                                             7     0               

H            2          O ( g )                                                    

- 2 4 2                                                                           1    8     8             

1 0    

1 1 . E x p l i c a r c ó m o v a r i a r á c o n l a t e m p e r a t u r a l a e s p o n t a n e i d a d d e u n a r e a c c i ó n q u í m i c a e n l a q u e ∆                 H º < 0  y ∆                 S º < 0 , s u p o n i e n d o q u e a m b a s m a g n i t u d e s p e r m a n e c e n c o n s t a n t e s c o n l a v a r i a c i ó n d e t e m p e r a t u r a                                                                           G =

∆                 

∆                 

H - T . ∆                 S

E l t é r m i n o e n t r ó p i c o ( T . ∆                 S ) e s > 0 , p a r a q u e l a r e a c c i ó n s e a e s p o n t á n e a ∆                 G < 0 , ∆                 H t i e n e q u e s e r m a y o r e n v a l o r a b s o l u t o q u e ( T . ∆                 S ) , s e r á e s p o n t á n e a , c u a n d o l a t e m p e r a t u r a s e a b a j a .                                

1 1   

1 c s d D

2 . E l g a s p r o p a n o e s u n h id r o c a r b u r o q u e s e u t iliz a h a b it u a lm e n t e c o m o c o m b u s t ib le . C a lc u la r : a ) E l p o d e r a lo r íf ic o d e l p r o p a n o e x p r e s a d o e n k J / g , b ) e l v o lu m e n d e p r o p a n o m e d id o e n c o n d ic io n e s e s t á n d a r q u e e r á n e c e s a r io q u e m a r p a r a e v a p o r a r 2 0 L d e a g u a ( a 1 a t m y 1 0 0 º C ) , s i la t e m p e r a t u r a in ic ia l d e l a g u a e r a e 2 2 º C .                A T O S : ∆                 H º        f        [ C          3          H            8 ( g ) ] = - 1 0 3 , 8 k J / m o l ; ∆                 H º        f        [ C O              2 ( g ) ] = - 3 9 3 , 5 k J / m o l ; ∆                 H º        f        [ H            2          O              ( l ) ] = - 2 8 5 , 8 k J / m o l ; c e ( H   2            O     )      =     4     ,   1     8     k    J     /   k     g     .  K    ;   L    v       (   H      2           O      )     =      2   2    6    0       k    J     /     k     g     ;    d   (     H     2            O     )     =      1      k   g    /     d     m     3                                                                                                                                             

E l c a lo r q u e h a y q u e s u m in is t r a r a l a g u a e s la s u m a d e l c a lo r n e c e s a r io p a r a e le v a r la t e m p e r a t u r a d e l a g u a d e 2 2 º C a 1 0 0 º C y d e l a e n e r g í a q u e s e n e c e s i t a p a r a e v a p o r a r lo s 2 0 L d e a g u a u n a v e z a l c a n z a d o s lo s 1 0 0 º C ( d u r a n t e e l c a m b io d e e s t a d o la t e m p e r a t u r a p e r m a n e c e c o n s t a n t e ).               

1 2    

1 3 . E n u n a r e a c c i ó n d o n d e ∆                 S            o          = 3 0 0 J ∙ m o l - 1         ∙     K          -   1       ,     ¿     c     u   á l d e b e s e r e l v a l o r m í n i m o d e e s p o n t á n e a a 2 5 º C ?                                     

H            o        p a r a q u e s e a

∆                 

P a r a v a l o r e s p o s i t i v o s d e ∆                 H , p o r e n c i m a d e 8 9 , 4 k J , l a r e a c c i ó n n o s e r á e s p o n t á n e a . P a r a v a l o r e s n e g a t i v o s d e ∆                 H , l a r e a c c i ó n e s e s p o n t á n e a a c u a l q u i e r t e m p e r a t u r a .                            

1 3    

1 4 . E n la c o n d ic io n in d e p e n d n o r m a le s

r e a c c ió n 4 A g ( s ) e s e s t á n d a r , v a le ie n t e s d e la t e m p , b ) e l s e n t id o e n

+ O     2             (   g     )     à                  2        A      g        2           O         (    s   )    ,     l   a       v     a     r    i   a    c    i   ó   n        d     e n – 6 1 ,1 K J y – 1 3 2 ,1 J / K , r e s p e c t iv a m e e r a t u r a , d e t e r m in a r : a ) e l s e n t id o e n q u e e s e s p o n t á n e a a 5 0 0 º C , c ) la t e m

e n t a lp ía n t e . S u p o q u e e s e s p e r a t u r a

y la n ie n p o n t a la

v a r ia c ió n d o q u e e s á n e a la r e q u e s e a lc

d e e ntr op t o s v a lo r e a c c ió n e n a n z a e l e q

ía , e n s s o n c o n d ic io n e s u ilib r io .

a ) C o n d ic io n e s n o r m a le s T = 0 º C = 2 7 3 K                                                

E s e s p o n t á n e a e n e l s e n t id o d a d o .                b ) T = 5 0 0 º C = 7 7 3 K                                                

E s e s p o n t á n e a e n s e n t id o c o n t r a r io a l d a d o . D e s c o m p o s i c ió n d e l ó x id o d e p l a t a .                             b ) E n e l e q u ilib r io

G = 0         

∆                 

1 4    

1 5 . P a r a e l p r o c e s o d e f u s i ó n d e l h i e l o a 0 º C ∆                 H            o          = 6 , 0 0 7 K J / m o l , ∆                 S            o          = 2 1 , 9 9 J / m o l ∙ K . C a l c u l a r - 1 ,0 º C ¿ E s e s p o n t á n e a l a f u s i ó n d e l h ie l o a e s t a s t e m p e r a t u r a s ?                                                                        

G a 1 ,0 º C

∆                 

E s e s p o n t á n e o                                      

N o e s e s p o n tá n e o                                         

1 5    

1 6 . P a r a c i e r t a r e a c c i ó n q u í m i c a ∆     H      r       º     =       8       k    J       y      ∆     S         r         º     =           9    0         J     /       K     .     D       e     t    e    r   m         i   n   a      l o     s     i   n   t   e    r   v     a   l   o   s      d   e     t     e   m     p e r a t u r a e n l o s q u e l a r e a c c i ó n e s o n o e s p o n t á n e a . S u p o n e r q u e ∆ H r  º     y       ∆             S      r       º       n   o      v     a   r     í   a   n       c     o   n       l a t e m p e r a t u r a .                             L a r e a c c ió n s e r á e s p o n t á n e a a t e m p e r a t u r a s a lt a s .               

P a r a t e m p e r a t u r a s p o r e n c im a d e 8 8 ,9 K s e r á e s p o n t á n e a .               

1 6    

1 7 . C a l c u l a r l a e n t a l p í a d e l a r e a c c i ó n : N     2               (   g     )     +     O      2             (     g   )        à                   2     N       O            (   g    )   .     D       i     b       u    j    a   r       e   l      d        i  a   g     r   a    m       a   e n t á l p i c o . o        D A T O S : ∆                 H            f          ( N O ) = 9 0 , 2 9 K J / m o l                                

1 7    

1 8 . C u a n d o e l s u lf u r o d e m e r c u r io ( I I ) s e c a lie n t a c o n o x íg e n o , s e f o r m a m e r c u r io líq u id o y d ió x id o d e a z u f r e . A p a r t i r d e d a t o s t e r m o d i n á m i c o s t a b u l a d o s  ,   d    e     t   e     r     m     i   n   a      e     l    i n    t    e   r     v   a     l   o   d e t e m p e r a t u r a e n e l c u a l e s e s p o n t á n e o e l p r o c e s o .                ∆                 H

f º k J / m o l                   S     º      (    J / K )                                                        

H g S ( s )                                    -   5     8      ,   2                             8   2                                                                    O            2          ( g )     

-  

H g ( l )                                             -          S O              2          ( g )     

2 0 5          7 6         

- 2 9 6 , 8                       2   4   8                                                                       

C o m o ∆                 H e s n e g a t i v a ( r e a c c i ó n e x o t é r m i c a ) y ∆                 S e s p o s i t i v a ( a u m e n t a e l d e s o r d e n ) , l a r e a c c i ó n e s e s p o n t á n e a a c u a lq u ie r t e m p e r a t u r a .               

1 8    

1 9 . E l m e t a n o l e s u n p o s ib le s u s t it u t o d e la s g a s o lin a s c o m o c o m b u s t ib le e n lo s m o t o r e s d e e x p lo s ió n . S i la e n t a lp ía d e c o m b u s t ió n d e l m e t a n o l v a le - 7 6 2 k J / m o l: a ) c a lc u la r e l c a lo r lib e r a d o c u a n d o s e q u e m a n 2 0 0 g d e m e t a n o l e n e x c e s o d e o x í g e n o ; b ) ¿ q u é m a s a d e O   2              s   e       c   o     n    s   u     m     e       c   u    a    n   d     o      s   e       l   i  b   e    r     a   n       1     2    2     5       k    J   d e c a l o r ?                                                            

a )     

b )     

1 9    

2 0 . I n d i c a q u é p a r e j a s d e v a l o r e s d e ∆ H  y ∆            S n o c o n d u c e n n u n c a a u n e s t a d o d e e q u i l i b r i o e n e l s i s t e m a .                             P a r a q u e e s t é e n e q u ilib r io

G = 0 .

∆                 

L o s p a r e s d e v a lo r e s q u e c u m p le n e s t a c o n d ic ió n s o n :

H < 0 ,

∆                 

S < 0

∆                 

o b ie n

H > 0 ,

∆                 

S > 0         

∆                 

2 0    

2 1 . C a lc u la r e l c a lo r d e r e a c c ió n e n e l s ig u ie n t e p r o c e s o :                   C H            4 ( g ) + 4 C u O ( s ) à        C O              2            ( g ) + 2 H    2           O       (    l  )     +     4     C     u       (   s     )                                                                                     A p a r t i r d e l o s s i g u i e n t e s d a t o s d e e n t a l p í a s d e f o r m a c i ó n e n K J / m o l : C H    4              (   g     )     =       -   7     4     ,   9     ;     C     u    O       (   s   )     =      -   1    5     5     ;     C     O      2                                                         ( g ) = - 3 9 3 , 1 3 ; H    2           O         (   l   )      =   -    2     8     5     ,  8     .                                                              

C H            4 ( g ) + 4 C u O ( s )

à       

C O              2            ( g ) + 2 H    2           O         (   l   )     +       4     C     u       (   s     )                                                                        

2 1   

2 2 . C a lc u la r e l c a lo r d e s p r e n d id o e n la c o m b u s t ió n p a r c ia l d e l c a r b o n o p a r a o b t e n e r m o n ó x id o d e c a r b o n o , a p a r t ir d e lo s s i g u i e n t e s d a t o s : C a lo r d e c o m b u s t ió n d e l c a r b o n o = - 3 9 3 ,1 3 K J / m o l ; c a l o r d e c o m b u s t ió n d e l m o n ó x i d o d e c a r b o n o = - 2 8 3 , 0 K J / m o l  .                              

-1 (

) 

 

 

 

 

 

 

2 2    

2 C C C

3 . a lo a lo a lo

C a lc u r d e r d e r d e

la r c o m f o r f o r

e l b u m a m a

c a lo r d e s t ió n d e c ió n d e l c ió n d e l

f o r m a c ió n d e l m e t a n o a p a r t ir d e lo s s ig u i e n t e s d a t o s :                 l m e t a n o = - 8 9 0 K J                                                   C O    2             (    g     )     =      -    3     9     3     ,   5       K      J                                                                                                                           H   2            O       (    l  )     =     -    2     8     5     ,   8       K     J                                                                                                                      

F o r m a c ió n d e l m e t a n o : ( - 1 )  

( 2 ) 

2 3    

2 4 . C a l c u l a r l a e n t a l p í a d e l a r e a c c i ó n : H    2             (    g   )       +       C     l   2             (    g     )        à                  2     H       C     l     (   g     )     a      p     a     r     t   i  r   d e l o s s i g u i e n t e s d a t o s : E n e r g ía s d e e n l a c e H - H = 4 3 6 , 3 9 K J / m o l; C l- C l = 2 4 3 , 7 7 K J / m o l; H - C l = 4 3 2 ,3 8 K J / m o l                 

E n la c e s r o t o s : 1 H - H ; 1 C l- C l                

E n la c e s f o r m a d o s : 2 H - C l                 

2 4    

2 5 . L o s c a l o r e s n o r m a le s d e c o m b u s t ió n d e l h id r ó g e n o , c a r b o n o , m e t a n o y e t a n o s o n , r e s p e c t iv a m e n t e , - 6 8 ,3 2 ; - 9 4 ,0 5 ; - 2 1 2 , 8 0 y – 3 7 2 ,8 2 K c a l/ m o l. C a lc u la r lo s c a lo r e s d e f o r m a c ió n d e l m e t a n o y d e l e t a n o , y e l c a l o r d e r e a c c i ó n d e l p r o c e s o : C   2           H            6            (   g    )    +     H       2               (      g   )     à                   2     C      H            4              (   g      )                                                                   F o r m a c ió n d e l m e t a n o :                  

(-1)                          

( 2 )     

F o r m a c ió n d e l e t a n o :                 ( 2 )      ( 3 )      (-1)                          

P a r a e l p r o c e s o :           C          2            H           6              (   g    ) + H     2            (    g   )       à                 2     C     H           4            (   g     )                                                          

(- 2 )                                                        

C          2          H            6            ( g ) + H     2               (   g    )     à                 2     C     H             4             (   g     )                                                             

2 5    

2 6 . C a l c u l a r l a v a r i a c i ó n d e e n e r g í a i n t e r n a p a r a l a c o m b u s t i ó n d e l b e n c e n o , C   6           H            6             (   l  )   ,    s   i    e    l     p    r   o     c   e     s   o       t   i  e    n     e                 lu g a r e n c o n d ic io n e s e s t á n d a r . D A T O S : E n t a l p í a s d e f o r m a c i ó n e n K J / m o l , C   6          H            6             (   l  )     =      4     9     ,     C     O       2            (   g    )      =     -    3   9    3     ,   1     3     ;     H     2            O       (    l )     =     -     2    8      5        ,    8         ;     R       =     8     ,   3       ∙                                     1 0          - 3            K J / m o l ∙ K .                             C o m b u s t ió n d e l b e n c e n o :                  

2 6    

2 7 . C a lc u la r la v a r ia c ió n d e e n e r g ía lib r e d e G ib b s e n la s ig u ie n t e r e a c c ió n .                  N            2            ( g ) + 3 H    2              (   g    )     à                  2     N       H             3              (   g     )                                                                      o        o        D A T O S : ∆                 H            f        N H            3            ( g ) = - 4 5 , 9 8 K J / m o l ; S     f           N     H            3               (   g     )     =       1   9    2      J     /   m       o   l    .    K     ;     S      o          f           N            2             (    g   )      =     1     9     1     J     /   m       o   l    K      ;    S        o          f           H             2              (   g     )     =                                               1 3 1 J / m o l ∙ K                                                    

2 7    

2 8 . S a b ie n d o q u e p a r a la r e a c c i ó n :                 2 A l    2          O              3            ( s ) →    4 A l ( s ) + 3 O    2             (   g    )                                                                                                            ∆                 H º = 3 3 3 9 , 6 k J / m o l a 2 5 º C , ¿ c u á n t o v a l e e l c a l o r d e f o r m a c i ó n e s t á n d a r d e l A l 2            O              3               a     e     s     a     t e m p e r a t u r a ?                                                         R e a c c i ó n d e f o r m a c i ó n d e l A l 2           O              3           :                    

2 8    

2 9 . E l c a l o r d e f o r m a c i ó n d e l C O     2             (    g     )     a      2      5     º     C       e     s       d     e      -    3     9     3     ,   1     2       k     J      /   m      o    l a p r e s i ó n c o n s t a n t e . H a l l a r e l c a l o r a v o lu m e n c o n s t a n t e .               

2 9    

3 0 . C a lc u la r la e n t a lp í a d e f o r m a c ió n e s t á n d a r d e l m o n ó x id o d e n it r ó g e n o a p r e s i ó n c o n s t a n t e a p a r t ir d e la s e c u a c io n e s t e r m o q u í m ic a s :                   N            2            ( g ) + 2 O    2              (   g    )     →           2       N       O             2              (   g     )                                      ∆          H       º       1           =      6   7  , 7 8 k J                                                                                                           2 N O ( g ) + O   2            (   g   )     →        2     N      O             2             (   g    )                                 ∆                  H     º        2     =     -    1   1   2     ,   9    2     k   J                                                                                                   R e a c c ió n d e f o r m a c ió n d e l N O :

( 1 / 2 )                                                     (-1/2)                           

3 0