QUMICA 2 BACHILLERATO

EJERCICIOS Y PROBLEMAS TERMOQUMICA

1. Los calores de combustin bajo condiciones estndar de eteno (C2H4), carbono (para producir CO2) e hidrgeno (H2) son -1409, -393,6 y -286 kJ/mol, respectivamente. A partir de estos datos:

a) Calcule la entalpa de formacin estndar del eteno. b) Justifique si la reaccin de formacin del eteno ser espontnea bajo determinadas

condiciones de temperatura.

2. Sabiendo que la entalpia estndar de formacin del tolueno (C6H5-CH3) liquido, del CO2 y del agua es 11,95, -94,05 y -68,32 kcal/mol, respectivamente, calcule:

a) La entalpia de combustin del tolueno liquido. b) La energa desprendida en la combustin completa de 50 g de tolueno.

3. Considere la reaccin qumica: C(g) + 2 H2(g) CH4(g) a) Calcule su variacin de entalpa estndar sabiendo que la entalpa de sublimacin del

carbono es igual a 717 kJ/mol y la entalpa estndar de formacin del CH4 es igual a -75 kJ/mol. Justifique si la reaccin es exotrmica o endotrmica.

b) Calcule su variacin de energa interna a 25 C.

4. Justifique si las siguientes afirmaciones sobre una reaccin para la que H > 0, S > 0 y G > 0 a 25C, son verdaderas o falsas:

a) Es un equilibrio a dicha temperatura. b) Sera espontanea a temperaturas mayores de 25 C.

5. La nitroglicerina, C3H5(NO3)3, descompone segn la ecuacin:

4 C3H5(NO3)3 (l) 12 CO2(g) + 10 H2O(g) + O2(g) + 6 N2(g) Ho 5700 kJ

a) Calcule la entalpia de formacin estndar de la nitroglicerina. b) Calcule el calor desprendido cuando se descomponen 100 g de nitroglicerina.

Datos: Hf0(CO2 393,5 kJ.mol

-1; Hf0(H2 241,8 kJ.mol

-1

6. a) Calcule la entalpa estndar de formacin de la hidracina lquida, N2H4, a partir de los siguientes datos.

(1) 1/2 N2(g) + O2(g) NO2(g) H10= 33,18 KJ

(2) H2(g) + O2(g) H2O(g) H20= - 241,8 KJ

(3) N2H4(l) + 3 O2(g) 2 NO2(g) + 2 H2 H30= - 467,8 KJ

b) Calcule la variacin de entalpa estndar de la reaccin N2H4(l) + 2 H2O2(l) N2(g) + 4 H2 si Hf

0(H2O2) = - 187,8 KJ.mol-1.

c) Determine hasta qu temperatura se calentarn 100 L de agua, que inicialmente se encuentran a 25 C, con el calor desprendido en la reaccin de1 L de hidracina y la suficiente cantidad de H2O2.

Datos: d(H2O)= 1,00 g/cm3; d(N2H4)= = 1,02 g/cm

3; calor especfico del agua= 4,187 J/g.C

7. El sulfuro de hidrgeno puede transformarse en azufre segn la reaccin sin ajustar:

H2S(g + O2(g) S(s) + H2O(l) . Las entalpas de formacin del sulfuro de hidrgeno (gas) y del agua (lquida) son -5,3 y -68,4 kcal mol-1, respectivamente. Calcule:

a) La entalpa de la reaccin anterior. b) El calor desprendido por tonelada de azufre producido

8. La sacarosa, C12H22O11, es uno de los alimentos ms consumidos. Cuando reacciona con O2 se forma CO2 y H2O desprendiendo 348,9 kJ mol

-1 a presin atmosfrica. El torrente sanguneo absorbe, en promedio, 26 moles de O2 en 24 horas. Con esta cantidad de oxgeno:

a) Cuntos gramos de sacarosa pueden reaccionar al da?

b) Cuntos kJ se producirn en la combustin?

9. Sabiendo que las entalpas de combustin del etano y eteno son H -1559,7 y -1410,9 kJ/mol, respectivamente y que las entalpas de formacin del agua (l) y dixido de carbono son H -285,8 y -393,5 kJ/mol, respectivamente:

a) Calcule las entalpas de formacin de etano y eteno. b) La variacin de entalpa para el proceso: C2H4 (g)+H2(g)C2H6 (g) c) Para el proceso anterior la variacin de entropa es de -110,6 J/K. Razone sobre la

espontaneidad del proceso.

10. La glucosa es un azcar de masa molecular 180 que contiene C, H y O. a) Calcule la frmula molecular de la glucosa si la combustin completa de 1,8 g de la

misma producen 2,64 g de CO2 y 1,08 g de H2O. b) Calcule la entalpa estndar de combustin de la glucosa si las entalpas estndares de

formacin de la glucosa, dixido de carbono y agua son -103,6 KJmol-1 , -393,5 KJmol-1 y -284,7 KJmol-1 respectivamente.

11. Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones termoqumicas:

(1) CO(g) + O2(g) CO2(g) H1= - 283,0 kJ

(2) CH3OH(g) + 3/2 O2(g) CO2 (g) + 2H2O(l) H2= - 764,4 kJ

(3) H2(g) + O2(g) H2 H3= - 285,8 kJ a) Calcule la variacin de entalpa de la reaccin de sntesis de metanol:

a. CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g) b) Determine la cantidad de calor puesta en juego en la sntesis de 1 Kg de metanol Es

un proceso endotrmico? c) Cul ser el signo de S para la reaccin de sntesis de metanol? Ser espontnea a

cualquier temperatura?

12. El etano se puede obtener por hidrogenacin de eteno:

CH2=CH2(g) + H2(g) CH3-CH3(g) H0= -137 KJmol-1

a) Calcule la entalpa del enlace C=C si las energas de enlace C-C, H-H y C-H son respectivamente 346, 391 y 413 KJmol-1.

b) Calcule la masa de etano formada a partir de 20 L de C2H4 y 15 L de H2 medidos en condiciones estndar. Cul es el calor desprendido?

13. La entalpa estndar del formacin del propano es -183,8 KJmol-1, la del CO2(g) -393,5 KJmol-1 y la de H2O(l) 285,8 KJmol

-1. Calcule: a) La entalpa de combustin del propano. b) El volumen de aire en condiciones normales que necesitamos para quemar 1 Kg del

mismo (el aire contiene el 21 % de O2). c) La masa de propano necesaria para calentar 50 mL de agua, de densidad 1g/mL, desde

25 C hasta 50 C si la capacidad calorfica del agua es 4,18 KJKg-1K-1

14. Teniendo en cuenta los siguientes datos termodinmicos a 298 K, justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas

a) La formacin de NO a partir de N2 y O2 en condiciones estndar es un proceso

endotrmico. b) La oxidacin de NO a NO2 en condiciones estndar es un proceso exotrmico. c) La oxidacin de NO a NO2 en condiciones estndar es un proceso espontneo.