Las Reacciones

TEMA 3: TERMOQUÍMICA

EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD 96/97

1. Calcule la variación de entalpía estándar de la reacción de hidrogenación del acetileno (C2H2) para formar etano:

a) A partir de las energías medías de enlace: (C H) = 415 kJ/mol; (H H) = 436 kJ/mol; (C C) = 350 kJ/mol; (CC) = 825 kJ/mol.

b) A partir de las entalpías estándar de formación del etano, 85 kJ/mol, y del acetileno, 227 kJ/mol.

2. Indique, razonadamente, si cada una de las siguientes proposiciones, relativas a la variación de energía libre de Gibbs, G, es verdadera o falsa:

a) Puede ser positiva o negativa, pero nunca puede ser cero.

b) Es independiente de la temperatura.

c) Cuando G es negativo, la reacción es espontánea.

3. Explique cómo variará con la temperatura la espontaneidad de una reacción química en la que Hº<0 y Sº<O, suponiendo que ambas magnitudes permanecen constantes con la variación de temperatura.

4. A partir de los datos suministrados, calcule la variación de la entalpía estándar de la reacción de formación del propano.

Energías medias de enlace (C H) = 415 kJ/mol; (C C) = 346 kJ/mol;

(H H) = 436 kJ/mol

Hº(C(s)  C(g)) = 712 kJ/mol.

5. a) Calcule la variación de entalpía que se produce en la reacción de combustión del butano en condiciones estándar, enunciando los principios teóricos o leyes en los que se basa.

b) ¿Qué cantidad de calor se desprenderá en la combustión completa de los 12 kg de butano que contiene una bombona?

Datos: Entalpías estándar de formación: CO2 = 393 kJ/mol, H2O(l) = 286 kJ/mol;

C4H10 (g) = 125 kJ/mol

Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16.

EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD 97/98

1. a) Calcule la variación de energía libre estándar, a 25ºC, para las siguientes reacciones, utilizando los datos tabulados:

2 NaF(s) + Cl2(g)  F2(g) + 2 NaCl(s)

PbO(s) + Zn(s)  Pb(s) + ZnO(s)

b) A la vista de los resultados, comente la conveniencia o no de utilizar estas reacciones en la obtención de flúor y plomo respectivamente:

NaF NaCl PbO ZnO Cl2 F2 Zn Pb

Hfº (kJ/mol) -569 -411 -276 -348 - - - -

Sfº (J/K.mol) 58'6 72'4 76'6 3'9 223 202'7 41'6 64'8

2. Indique razonando la respuesta, si son verdaderas o falsas las siguientes proposiciones:

a) La energía libre depende de la temperatura

b) No basta que una reacción sea exotérmica para que sea espontánea.

c) En una reacción química la variación de entropía es siempre positiva.

3. Dados los procesos:

N2 (g) + 3 H2 (g) ® 2 NH3 (g) H0

H2O (l) ® H2O (g) H0

a) Indique de forma razonada, cómo será el signo de S en cada reacción

b) Analice la espontaneidad de ambos procesos.

4. Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a) Algunas reacciones exotérmicas son espontáneas

b) En ciertas reacciones químicas, la variación de entalpía coincide con la variación de energía interna

c) La variación de entropía de una reacción espontánea puede ser negativa.

5. A partir de los datos tabulados, correspondientes a energías de enlace:

Enlace Energía de enlace

(kJ/mol)

H-H 436

O=O 494

O-H 460

a) Calcule la entalpía de formación del agua en estado gaseoso

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.

EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD 98/99

1. En un calorímetro adecuado a 25º C y 1 atm de presión, se queman completamente 5 cm3 de etanol (C2H5OH) produciéndose dióxido de carbono gaseoso y agua líquida. El calor desprendido a presión constante, es 117,04 kJ. Calcule:

a) La variación de entalpía de combustión estándar del etanol.

b) La variación de energía interna a la temperatura de 25º C.

Datos: Densidad del etanol = 0,79 g/cm3; R = 0,082 atm L K-1 mol-1

Masas atómicas: H = 1;C = 12; O = 16.

2. Calcule la energía media de los enlaces químicos C-H y C-C utilizando los datos de la tabla siguiente:

Sustancia Proceso Hº (kJ/mol)

CH4 (g) Formación - 74,5

C2H6 (g) Formación - 84,7

C (s)  C (g) Sublimación 715

H2 (g) Disociación 436

3. Las variaciones de entalpías estándar de formación del CH4 (g), CO2 (g) y H2O (l) son, respectivamente, -74,9 kJ/mol; - 393,5 kJ/mol y 285,8 kJ/mol. Calcule:

a) La variación de entalpía de combustión del metano.

b) El calor producido en la combustión completa de 1 m3 de metano medido en condiciones normales.

Dato:

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