Ejercicios FyQ

Ejercicios Resueltos de Termoquímica

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.

El fosfuro de aluminio reacciona con agua para dar hidróxido de aluminio y fosfano, según la reacción: $AlP(s)\ +\ H_2O(l)\ \to\ Al(OH)_3(s)\ +\ PH_3(g)$ . Determina la entalpía de reacción del proceso a partir de los siguientes datos:

$\Delta H_f^0\ (AlP) = -166,6\ kJ/mol$ ; $\Delta H_f^0\ [Al(OH)_3] = -1274,5\ kJ/mol$ ; $\Delta H_f^0\ (H_2O) = -285,8\ kJ/mol$ ; $\Delta H_f^0\ (PH_3) = 9,25\ kJ/mol$ .

Calcula la energía del sistema cuando reaccionan 20 g de AlP y decide si es energía liberada o absorbida por el sistema. (P = 31 ; Al = 27)

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 $E_{H-Cl} = 430\ \textstyle{kJ\over mol}$ .

Solución

Calcula, en condiciones estándar, la entalpía de reacción para el proceso:

$\ce{Zn(s) + 2HCl(ac) -> ZnCl2(s) + H2(g)}$

Datos (kJ/mol): $\Delta H_f^0(\ce{HCl}) = -167.2$ ; $\Delta H_f^0(\ce{ZnCl2}) = -415.9$

Solución

Halla el valor de la entalpía de reacción del siguiente proceso:

$CH_2=CH_2 + H_2\ \to\ CH_3-CH_3$

Datos: $\Delta H_c\ (CH_2=CH_2) = -331,6\ kcal$ ; $\Delta H_c\ (CH_3-CH_3) = -84,7\ kcal$ ; $\Delta H_c\ (H_2) = -68,44\ kcal$

Solución

El carbonato de calcio se descompone térmicamente produciendo óxido de calcio y dióxido de carbono. Calcula la entalpía de reacción del proceso y qué cantidad de energía irá asociada a la descomposición térmica de 2.5 kg de caliza que tiene una riqueza del $70 \%$ en carbonato de calcio.

Datos: Ca = 40 ; C = 12 ; O = 16 ; $\Delta H_f ^0$ (óxido de calcio) = $-633\ kJ/mol$ ; $\Delta H_f ^0$ (dióxido de carbono) = $-393\ kJ/mol$ ; $\Delta H_f ^0$ (carbonato de calcio) = $-1\ 207\ kJ/mol$ .

Solución

El etanol puede ser utilizado como sustituto de la gasolina y su reacción de combustión a 298 K y 1 atm es:

$\ce{C2H6O(l) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)}\ \ \ \Delta S^0 = 0.14\ \frac{kJ}{mol\cdot K}$

a) Calcula la entalpía de combustión del etanol.

b) Calcula la variación de energía libre del proceso.

Datos: $\Delta H_f^0(\ce{CO2}) = -393.5\ \frac{kJ}{mol}$ ; $\Delta H_f^0(\ce{C2H6O}) = -277.5\ \frac{kJ}{mol}$ ; $\Delta H_f^0(\ce{H2O}) = -285.9\ \frac{kJ}{mol}$

Solución

Las entalpías estándar de formación del etano y del eteno son -84,7 kJ/mol y 52,3 kJ/mol, respectivamente. Sabiendo que la variación de entropía del proceso $C_2H_4(g)\ +\ H_2(g)\ \to\ C_2H_6(g)$ es $-110 J/K\cdot mol$ , indica de forma razonada si el proceso será espontáneo en condiciones estándar.

Más páginas de Ejercicios

Índice de Ejercicios RESUELTOS