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3 - Termoquímica

Ejercicios de Ampliación

Artículos de esta sección

Para cada una de las siguientes reacciones, explica si el calor desprendido a presión constante ( $Q_P$ ) es menor, mayor o igual que el calor desprendido a volumen constante ( $Q_V$ ):

$a)\ SiCl_3\ (g)\ +\ 1/2\ Cl_2\ (g)\ \to\ SiCl_4\ (g)$
$b)\ H_2\ (g)\ +\ 1/2\ O_2\ (g)\ \to\ H_2O\ (l)$
$c)\ C\ (s)\ +\ O_2\ (g)\ \to\ CO_2\ (g)$
Determina la variación de energía interna correspondiente al proceso de combustión estándar del butano, si la entalpía correspondiente a este proceso vale -8878,3 kJ/mol. Dato: R = 8,314 J/(K·mol).
El sulfuro de carbono reacciona con el oxígeno según:

$CS_2\ (l) + 3\ O_2\ (g)\ \to\ CO_2\ (g) + 2\ SO_2\ (g)$

Sabiendo que su $\Delta H^0_R = -1072\ kJ$ :

a) Calcula la entalpía de formación del $CS_2$ .

b) Halla el volumen de $SO_2$ emitido a la atmósfera, a 1 atm y 298 K, cuando se ha liberado una energía de 6000 kJ.

Datos (en kJ/mol): $\Delta H^0_f[CO_2(g)] = -393,5$ ; $\Delta H^0_f[SO_2(g)] = -296,4$
El sulfuro de cinc reacciona con el oxígeno según:

$ZnS\ (s) + 3/2\ O_2\ (g)\ \to\ ZnO\ (s) + SO_2\ (g)$

Halla la energía que se desprende cuando reaccionan 17,6 g de sulfuro de cinc en condiciones estándar.

Datos (en kJ/mol): $\Delta H^0_f[ZnS(s)] = -184,1$ ; $\Delta H^0_f[SO_2(g)] = -70,9$ ; $\Delta H^0_f[ZnO(s)] = -349,3$
A partir de la reacción de la fotosíntesis que realizan las plantas verdes:

$6\ CO_2\ (g) + 6\ H_2O\ (l)\ \to\ C_6H_{12}O_6\ (s) + 6\ O_2\ (g)$

y sabiendo que $\Delta H_R = 2813\ kJ$ :

a) ¿Qué volumen de oxígeno, medido en condiciones estándar, se produce por cada gramo de glucosa formado?

b) Qué energía se requiere en ese proceso?
Calcula la variación de entalpía de la fermentación de la glucosa según la reacción:

$C_6H_{12}O_6\ (s)\ \to\ 2\ C_2H_5OH\ (l) + 2\ CO_2\ (g)$

si las entalpías de combustión de la glucosa y del etanol son -2813 kJ/mol y -1367 kJ/mol, respectivamente.
Dadas las ecuaciones termoquímicas:

$2\ H_2O_2\ (l)\ \to\ 2\ H_2O\ (l) + O_2\ (g)\ \ \ \ \Delta H = -196\ kJ$

$N_2\ (g) + 3\ H_2\ (g)\ \to\ 2\ NH_3\ (g)\ \ \ \ \Delta H = -92,4\ kJ$

a) Define el concepto de entropía y explica el signo más probable para la variación de entropía en cada proceso.

b) Discute la espontaneidad de los procesos.
Sabiendo que los calores de combustión de $H_2$ (g), C (s) y $CH_4$ (g) son respectivamente: -68,40 ; -95,29 y -200,10 kcal/mol:

a) Escribe las ecuaciones termoquímicas que describen los tres procesos.

b) Calcula el calor de formación del metano. ¿Es un proceso endotérmico? ¿Por qué?
La entalpía de combustión de un hidrocarburo gaseoso $C_nH_{2n+2}$ es -2220 kJ/mol. Calcule:

a) La fórmula molecular de este hidrocarburo.

b) La energía desprendida en la combustión de 50 L de este gas, medidos a 25 ºC y 1 atm.

c) La masa de $H_2O$ (l) que se obtendrá en la combustión anterior.

Datos: R = 0,082 atm·L/K·mol ; Entalpías de formación (kJ/mol): $CO_2$ (g) = -393 ; $H_2O$ (l) = -286 ; $C_nH_{2n+2}$ = -106 ; Masas atómicas: H = 1 ; O = 16.