Termoquímica
(1º bachillerato)
Conocimientos previos: Entalpía, entalpía de formación y energía interna.
1- Explica el significado de los términos que acompañan a las siguientes ecuaciones:
a) N2O4(g) -----> 2 NO2(g) ∆ H0 = 58,4 kJ
b) H2SO4(aq) + Zn(s) ----->ZnSO4(aq) + H2(g) ∆ H0 = - 335,1 kJ
c) 2 Ag2O(s) -----> 4 Ag(s) + O2(g) ∆ U0 = 53,8 kJ
d) C2H5OH(l) + 3 O2(g) -----> 2 CO2(g) + 3 H2O(l) ∆ U = - 1334 kJ
2- Sabiendo que para la reacción: CH4(g) + 2 O2(g) -----> CO2(g) + 2 H2O (g), ∆ H0 = - 890 kJ, calcula:
a) El calor desprendido al quemar 200 g de metano.
b) El calor desprendido al formarse 450 g de agua.
c) El calor desprendido al consumirse 800 g de oxígeno.
3- Calcula la variación de energía interna para la reacción:
NO(g) + NO2 (g) à N2O3 (g) ; rHº = - 40,1 kJ
Dato: R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 = 8,31 J/(K.mol).
4- Dada la siguiente reacción, a 25ºC y 1 atm: H2(g) + Cl2(g) -----> 2 HCl (g) ∆ H0 = - 184,6 kJ
a) ¿Qué valor tiene la entalpía normal de formación del HCl (g)?.
b) Calcula la variación de energía interna para la reacción dada.
5- La entalpía de formación normal o estándar del dióxido de azufre es - 296,8 kJ/mol.
a) Escribe la ecuación a la que corresponde el dato e indica en qué condiciones está dado.
b) ¿Qué energía se desprende cuando se forman 32 g de SO2 (g)?.
6- En la reacción de formación del cloruro de sodio, en condiciones estándar, al formarse 117g, se liberan 822 kJ.
a) Escribe la ecuación termoquímica correspondiente.
b) Calcula la variación de energía interna para la reacción.
Dato: R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 = 8,31 J/(K.mol).
7- En la combustión de 11 g de propano, a presión constante de 1 atm y 298 K, se liberan 555 kJ.
a) Escribe la ecuación termoquímica correspondiente.
b) Halla el valor de la energía interna para la reacción.
Dato: R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 = 8,31 J/(K.mol).
8- Sabiendo que las entalpías de formación del benceno, dióxido de carbono y agua son, respectivamente, 49 kJ/mol, - 394 kJ/mol y- 285,8 kJ/mol, calcula:
a) El calor de combustión del benceno.
b) La energía liberada en esa combustión, cuando se forman 72 g de agua.
9- Al reaccionar 1 dm3 de nitrógeno, a 25ºC y 1 atmósfera, con el hidrógeno necesario, para dar amoníaco, la energía liberada en forma de calor, eleva la temperatura de 500 gramos de agua en 1,8ºC. Calcula la entalpía estándar de formación del amoníaco.
Datos: Calor específico del agua = 4180 J/(kg.K) ; R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1 = 8,31 J/(K.mol).
10-La combustión de 1mol de butano en condiciones estándar proporciona 2877 kJ. Calcula:
a) La energía en forma de calor que se puede obtener en la combustión de 1 dm3 de butano, medido a 25ºC y 1,5 atmósferas.
b) Los kilogramos de agua que se podrán calentar, de 20 a 110ºC, con la energía obtenida en el apartado anterior, sabiendo que el rendimiento calorífico es del 75%.
Datos: Calor específico del agua = 4180 J/(kg.K); calor específico del vapor de agua = 2006 J/(kg.K); entalpía de vaporización del agua: 2253 J/(kg.K); R = 0,082 atm.L/(K.mol).
11- En la combustión de 32 gramos de dióxido de azufre para obtener trióxido de azufre, en condiciones estándar, se liberan 49,1 kJ.
a) Calcula la variación de energía interna para la reacción.
b) Sabiendo que la entalpía de formación normal o estándar del dióxido de azufre es –296,8 kJ/mol. ¿Cuánto vale la del trióxido de azufre?.
12- La combustión de 1g de metano libera 55,7 kJ, medidos en condiciones estándar
a) ¿Cuál es el valor de rHº para la siguiente reacción?.
CH4 (g) + 2 O2 (g) à CO2 (g) + 2 H2O (L)
b) Dibuja el diagrama entálpico correspondiente.
c) Escribe las estructuras de Lewis de las sustancias que intervienen en la reacción e indica que enlaces se rompen y cuales se forman.
d) Si rHºf (CO2 (g)) = - 394 kJ/mol y rHºf (H2O (l)) = - 285,8 kJ/mol, determina el valor de
rHº f (CH4 (g)) y escribe la reacción a la que corresponde este dato.
13- Escribe la reacción de formación del amoníaco.
a) Dibuja las estructuras de Lewis de las sustancias que intervienen en la reacción e indica que enlaces se rompen y cuales se forman.
b) Calcula la masa de amoníaco que se puede obtener con 12,2 dm3 de N2, medidos en c.n, si el rendimiento de la reacción es del 70%.