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