TERMOQUÍMICA Tercero medio formación Diferenciada S. Casas-Cordero E. 1. Calcule la variación de entalpía estándar de la reacción de hidrogenación del acetileno (C2H2) para formar etano: a) A partir de las energías medias de enlace: R: -313 KJ/mol b) A partir de las entalpías estándar de formación del etano, -85 KJ/mol, y del acetileno, 227 KJ/mol. R: -312 KJ/mol 2. a) Calcule la variación de entalpía que se produce en la reacción de combustión del butano en condiciones estándar. R: -2877 KJ b) ¿Qué cantidad de calor se desprenderá en la combustión completa de 12 Kg de butano? R: -595241,4 KJ Datos ∆Hfº en KJ/mol: CO2 = -393, H2O(l) = -286; C4H10(g) = -125 3. A partir de los datos correspondientes a energías de enlace: a) Calcule la entalpía de formación del agua en estado gaseoso R: -237 KJ/mol b) Compare el resultado obtenido por este método con el calculado a partir de sus elementos (-247 KJ/mol), aportando una posible explicación de discrepancia, si la hubiera. 4. En un calorímetro adecuado a 25º C y 1 atm de presión, se queman completamente 5 mL de etanol (C2H5OH) produciéndose dióxido de carbono gaseoso y agua líquida. El calor desprendido a presión constante, es 117,04 KJ. Calcule la variación de entalpía de combustión estándar del etanol. R: -1362,5 KJ/mol Datos: Densidad del etanol = 0,79 g/cm3 5. Las ∆Hf° en KJ/mol del CH4(g), CO2(g) y H2O(l) son, respectivamente, -74,9; - 393,5 y -285,8. Calcule: a) La variación de entalpía de combustión del metano. R: -890,2 KJ b) El calor producido en la combustión completa de 1 m3 de metano medido en condiciones normales. R: -39738,5 KJ 6. Calcule la variación de entalpía de formación del amoniaco, a partir de los datos de energía de Enlace R: -40,5 KJ/mol 7. Calcule la variación de entalpía que se produce cuando se obtiene benceno a partir del acetileno (etino) según la reacción: 3 C2H2(g) → C6H6(l), sabiendo que las entalpías de formación del acetileno gaseoso y del benceno líquido son -226,7 KJ/mol y - 49,0 KJ/mol, respectivamente. R: +631,1 KJ 8. Las ∆Hf° en KJ/mol del agua líquida y del dióxido de carbono gas son respectivamente, -285,5 y -393,5 y la entalpía de combustión del acetileno es -1295,8 KJ/mol. a) Calcule la entalpía de formación del acetileno si consideramos que el agua formada en la combustión está en estado líquido. R: +223,3 KJ/mol b) Sabiendo que la entalpía de formación del etano es -84,6 KJ/mol, calcule la entalpía de hidrogenación del acetileno según la reacción: C2H2(g) + 2H2(g) → C2H6(g) R: -307,9 KJ/mol 9. Uno de los alimentos más consumido es la sacarosa C12H22O11. Cuando reacciona con el oxígeno se transforma en dióxido de carbono y agua desprendiendo 348,9 KJ/mol, a la presión de una atmósfera. El torrente sanguíneo absorbe, por término medio 26 moles de O2 en 24 horas. Con esta cantidad de oxígeno: a) ¿Cuántos gramos de sacarosa se pueden quemar al día? R: 742,14 g b) ¿Cuántos KJ se producirán en la combustión? R: -757,11 KJ 10. a) Calcule la entalpía de combustión estándar del naftaleno (C10H8). R: -149,6 KJ/mol b) ¿Qué energía se desprende al quemar 100 g de naftaleno en condiciones estándar? Datos: ∆Hºf en KJ/mol [CO2(g)] = −393,5; [H2O(l)] = −285,8; [ C10H8] = − 4928,6 R: -116,87 KJ

11. Las ∆Hfº del agua líquida, ácido clorhídrico en disolución acuosa y óxido de plata sólido son, respectivamente: -285,8, -165,6 y -30,4 KJ/mol. A partir de estos datos y de la siguiente ecuación: 2 HCl(ac) + Ag2O(s) H2O(l) + 2 AgCl(s) ∆Hº = -176,6 KJ Calcule: a) La entalpía de formación estándar del AgCl(s). R: +235,4 KJ/mol b) Los moles de agua que se forman cuando se consumen 4 litros de ácido clorhídrico 0,5 molar. R: 1 mol de agua 12. El proceso de fotosíntesis se puede representar por la ecuación:

6 CO2(g) + 6 H2O(l) → C6H12O6(s) + 6 O2(g) ∆H = 3402,8 KJ Calcule: a) La entalpía de formación estándar de la glucosa, C6H12O6. R: -673,0 KJ/mol b) La energía necesaria para la formación de 500 g de glucosa mediante fotosíntesis. Datos: ∆Hf° en KJ/mol [H2O(l)] = -285,8; [CO2(g)] = -393,5. R: +9459,8 KJ 13. Dado los siguientes datos: I) N2(g) + 3 H2 (g) 2 NH3(g) ∆Hº = -91.8 KJ II) C(s) + 2 H2(g) CH4 (g) ∆Hº = -74.9 KJ III) H2(g) + 2 C(s) + N2 (g) 2 HCN(g) ∆Hº = 270.3 KJ Determine el calor de reacción para: CH4(g) + NH3 (g) HCN(g) + 3 H2(g) R: + 255,95 KJ 14. Usando: I) C2H5OH(l) + 3 O2 (g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ∆Hº = - 1366,9 KJ II) CH3COOH(l) + 2 O2 (g) 2 CO2(g) + 2 H2O(l) ∆Hº = - 869,9 KJ Determine el calor de reacción para; C2H5OH(l) + O2 (g) CH3COOH(l) + H2O(l) R: - 497 KJ 15. Calcular el calor de la siguiente reacción: MnS (s) + 5 O2(g) →Mn3O4(s) + 3 SO2(g) A partir de: S(s) + O2(g) →SO2(g) ∆Η = -296.23 KJ/mol Mn(s) + S(s) →MnS(s) ∆Η = -204,18 KJ/mol 3 Mn(s) +2 O2(g) →Mn3O4(s) ∆Η = -1386,58 KJ/mol R: - 1662,73 KJ Utilice datos de Entalpía de Enlaces o de Disolución para los siguientes ejercicios

16. Calcular la Entalpía de la Reacción; CH2=CH2 + Cl-Cl CH2Cl-CH2Cl R: - 154 KJ/mol 17. Si se utilizan 10 g de gas Cloro, Cl2, con un exceso de eteno, CH2=CH2, ¿Cuánta Energía se libera? R: - 21,56 KJ 18. En un calorímetro que contiene 250 mL de agua a 25 °C, se queman un mol de propanona, según la ecuación; CH3-CO-CH3 + 4 O2 3 CO2 + 3 H2O Determine: a) El Calor liberado en la combustión R: - 1189 KJ/mol b) La temperatura final alcanzada por el agua R: 26,1 °C 19. Calcule la Entalpía de la reacción CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) R: - 634 KJ/mol 20. Si se queman 40 g de CH4 para calentar 6 litros de agua a 25 °C; suponiendo que todo el calor lo absorbe el agua, ¿Cuál será su temperatura final? R: 88,14 °C 21. La Entalpía de formación del NaOH (s) es – 426,7 KJ/mol, calcule la Entalpía de disolución del sólido en agua; NaOH (s) Na1+(ac) + OH1-(ac) R: -42,9 KJ/mol

22. El Zinc reacciona con el ácido clorhídrico, según Zn(s) + 2 HCl(ac) H2(g) + ZnCl2(ac) Calcular la ∆Hreacción cuando se mezclan 5 g de Zn con 50 mL de HCl 5 M. R: ∆Hreacción = - 152,4 KJ/mol y según el RL ∆Hreacción = - 11,58 KJ 23. Se mezclan 30 mL de CaCl2 0,25 M con 40 mL de NaOH 0,75 M. CaCl2(ac) + 2 NaOH(ac) Ca(OH)2(s) + 2 NaCl(ac) Calcular: a) El Reactivo Límite R: es el cloruro de calcio b) El Calor absorbido o Liberado por la reacción R: + 16,2 KJ/mol y/o + 121,5 J Dato ∆Hf Ca(OH)2 = - 986,6 KJ/mol 24. El valor – 26,0 KJ/mol corresponde a la Entalpía de la reacción; Pb2+(ac) + 2 Cl1-(ac) PbCl2(s) , determine la Entalpía de formación del PbCl2(s) R: -359,2 KJ/mol 25. La ∆Hf del NH4Cl(s) es -315,4 KJ/mol. Calcule la ∆H de disolución en agua del sólido; NH4Cl(s) NH4

1+(ac) + Cl1-(ac) R: +15,2 KJ/mol 26. Ordene los siguientes iones según Entalpía creciente de formación; Cu2+, Ba2+, Na1+, CO3

2-, Cl1-, SO42-, K1+, OH1-, CrO4

2-, Pb2+ ¿Son todos los procesos exotérmicos o endotérmicos? ¿En cuál de ellos debe esperarse que un mol eleve más la temperatura del ambiente? ¿Cuál de ellos serviría mejor como reacción refrigerante? DATOS de Energías de enlace en KJ/mol

Br-Br 193 O=O 498 N-H 389 N=N 418 Br-N 243 S-S 226 Cl-Cl 243 C-Cl 331 C=O 715 C-Br 276 Cl-N 201 O=S 498 I-I 151 O-H 464 C-O 351 C-I 218 H-S 339 O-O 138 H-H 436 C-H 415 C-N 293 N-O 222 C-S 259 Br-S 213 C=C 612 I-H 297 Cl-H 431 N=O 607 C=S 477 Cl-S 255 C-C 347 Br-H 368 N-N 159 C=N 615 Cl-O 205 I-O 201 C≡C 825 N≡N 945. TABLA DE ENTALPÍAS MOLARES DE DISOLUCIÓN DE IONES (KJ/mol) Ag1+(ac) +105,9 Fe2 +(ac) -87,9 Br1- (ac) -120,9 F1-(ac) -329,1 A13 +(ac) -524,7 Fe3+(ac) -47,7 C11-(ac) -167,4 HCO3

1- (ac) -692,1

Ba2+(ac) -538,4 H1+(ac) 0,0 C1O31-(ac) -98,3 I1- (ac) -55, 9

Ca2 + (ac) -543,0 K1+(ac) -251,2 ClO41-(ac) -131,4 H2PO4

1- (ac) - 1302,5

Cd2 +(ac) -72,4 Li1+(ac) -278,5 CO32-(ac) -676,3 HPO4

2 - (ac) - 1298,7 Mn2+ (ac) -218,8 Na1+ (ac) -239,7 MnO4

1-(ac) -518,4 NO31-(ac) -206,6

NH4+ (ac) -132,8 Ni2 + (ac) - 64,0 OH1-(ac) -229,9 S2 -(ac) +41,8

Pb2+ (ac) +1,6 Sn2+ (ac) -10,0 PO43 - (ac) -1284,1 SO4

2-(ac) -907,5 Zn2+ (ac) -152,4 Mg2 + (ac) - 462,0 CrO4

2-(ac) -863,2 Cu2+ (ac) +64,4