Ejercicios FyQ

Ejercicios Resueltos de Termoquímica

Cuando se queman 12 g de benceno a volumen constante en un calorímetro adiabático, los 4 kg de agua que bañan al reactor aumentan su temperatura $25 ^oC$ . Determina la entalpía de combustión del benceno en condiciones estándar.

Datos: $c_e(\ce{H2O}) = 4.18\ \textstyle{J\over g\cdot ^oC}$

Solución

El motor de una máquina cortacésped funciona con una gasolina de composición única de octano ( $\ce{C_8H_{18}}$ ). Calcula:

a) La entalpía de combustión estándar del octano aplicando la ley de Hess.

b) El calor que se desprende en la combustión de 2 kg de octano.

Masas atómicas: C = 12 u ; O = 16 u ; H = 1 u. Las entalpías estándar de formación del $\ce{CO_2(g)}$ , del $\ce{H_2O(l)}$ y del $\ce{C_8H_{18}(l)}$ son respectivamente: $-393.8 \ \textstyle{kJ\over mol}$ ; $- 285.8\ \textstyle{kJ\over mol}$ y $- 264.0\ \textstyle{kJ\over mol}$ .

Solución

Cuando reaccionan, en condiciones estándar, 6 g de carbono con hidrógeno gaseoso para formar metano se desprenden 37.452 kJ. Determina la entalpía de formación del metano.

Solución

Se liberan $3.5 \cdot 10^3\ cal$ cuando 2 g de hierro se oxidan a óxido de hierro(III), a presión constante:

a) Calcula el valor del calor estándar de formación de este óxido, expresado en kJ/mol.

b) ¿La reacción es exotérmica? Realiza un diagrama entálpico para esta reacción.

Masas atómicas: Fe = 56, O = 16.

Solución

El fosfuro de aluminio reacciona con agua para dar hidróxido de aluminio y fosfano, según la reacción:

$\ce{AlP(s) + H2O(l) -> Al(OH)3(s) + PH3(g)}$

Determina la entalpía de reacción del proceso a partir de los siguientes datos, en $kJ\cdot mol^{-1}$ :

$\Delta H_f^0\ (\ce{AlP}) = -166.6$ ; $\Delta H_f^0\ [\ce{Al(OH)3}] = -1\ 274.5$ ; $\Delta H_f^0\ (\ce{H2O}) = -285.8$ ; $\Delta H_f^0\ (\ce{PH3}) = 9.25$ ; P = 31 ; Al = 27.

Calcula la energía del sistema cuando reaccionan 20 g de $\ce{AlP}$ y decide si es energía liberada o absorbida por el sistema.

Solución

Determina el valor de las entalpías de las siguientes reacciones:

a) $2 SO_2 (g) + O_2 (g)\ \to\ 2 SO_3 (g)$

b) $N_2O_4 (g)\ \to\ 2 NO_2 (g)$

Datos: Entalpías de formación en kJ/mol: $SO_2(g) = -297$ ; $SO_3(g) = -396$ ; $N_2O_4(g) = 9,2$ ; $NO_2(g) = 33,2$

Solución

Calcula la entalpía estándar de la reacción:

$\ce{CH4(g) + Cl2(g) -> CH3Cl(g) + HCl(g)}$

a partir de:

a) Las energías de enlace.

b) Las entalpías de formación.

Datos:

Energías de enlace (kJ/mol): C-H = 414 ; Cl-Cl = 244 ; C-Cl = 330 ; H-Cl = 430

Entalpías de Formación (kJ/mol): $\Delta H_f^0(\ce{CH4}) = -74.9$ ; $\Delta H_f^0(\ce{CH3Cl}) = -82$ ; $\Delta H_f^0(\ce{HCl}) = -92.3$

Solución

Calcula la variación de entalpía para la siguiente reacción:

$\ce{H2(g) + Cl2(g) -> 2HCl(g)}$

Sabiendo que las energías de enlace son: $E_{H-H} = 436\ \textstyle{kJ\over mol}$ , $E_{Cl-Cl} = 244\ \textstyle{kJ\over mol}$ y $E_{H-Cl} = 430\ \textstyle{kJ\over mol}$ .