lunes, 2 de noviembre de 2015

Termoquímica. Actividades Hoja Nº 5 (con problemas resueltos)

Entropía y energía libre
    1.- Determina la variación de entalpía y de entropía para la combustión del etanol. Datos: ΔHf0(kJ/mol): etanol(l) =  277,7; CO2(g) =  393,5; H2O(l) =  285,8; S0(J·mol 1·K 1): etanol = 160,7 ; CO2 (g) = 213,6; O2(g) = 205; H2O(l) = 69,9.
    2.- Indica si la reacción de combustión del acetileno es espontánea a 25 ºC. Datos: ΔGf0[C2H2(g)] = 209,9 kJ/mol: ΔGf0[O2(g)] = 0 kJ/mol; ΔGf0[CO2(g)] =  394,4 kJ/mol; ΔGf0[H2O(l)] = –237,2 kJ/mol.
    3.- Determina la variación de entropía en la reacción: H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l). Datos: S0[H2(g)] = 130,7 J/molK; S0[O2(g)] = 204,8 J/molK; S0[H2O(l)] = 69,8 J/molK.
    4.- Calcular la temperatura de equilibrio (ΔG0 = 0) para la reacción: 2 SO3 →2 SO2 (g) + O2 (g):  Datos: ΔH0f (kJ/mol): SO3: –395,8; SO2: –296,4; S0 (J/mol·K): SO3 (g): 256,2; SO2 (g): 248,5; O2 (g): 204,8.
Espontaneidad de las reacciones químicas.
    5.- Una reacción exotérmica con aumento del desorden (entropía) será: a) siempre espontánea; b) no espontánea; c) espontánea en algunos casos dependiendo de la temperatura. Justifica la respuesta.
    6.- Razona en qué condiciones son espontáneos los siguientes procesos: a) ΔH>0 y ΔS>0; b) ΔH>0 y ΔS<0; c) ΔH<0 y ΔS>0; d) ΔH<0 y ΔS<0.
    7.- ¿Todas las reacciones exotérmicas son espontáneas? ¿Puede ser negativa la variación de entropía en una reacción espontánea? ¿Un sistema termodinámico puede tener entropía nula? Razona las respuestas.
    8.- De las siguientes reacciones, cada una de ellas a 1 atm de  presión, decide: a) Las que son espontáneas a todas las temperaturas. b) Las que son espontáneas a bajas temperaturas y no espontáneas a altas temperaturas. c) Las que son espontáneas a altas temperaturas y no espontáneas a bajas temperaturas. (PAU)


    ΔH (kJ)
    ΔS (kJ/K)
    (1)
    ½ H2 (g) + ½ I2(s) → HI (g)
      25,94
      34,63 · 10-2
    (2)
    2 NO2(g) → N2O4
    –58,16
    –73,77 · 10-2
    (3)
    S(s) + H2(g) H2S
    –16,73
     18,19 · 10-2
    9.- Dadas tres reacciones espontáneas cualquiera. Razone: a) Cual es el signo de ΔG para cada una. b) Qué datos seria preciso conocer para saber si al producirse las reacciones, aumenta el grado de desorden y cual de ellas transcurriría a mayor velocidad.

    ΔH0f (kJ·mol–1)
    S0(J·mol–1·K–1)
    CO2(g)
    –393,5
    213,6
    CO(g)
    –110,5
    197,9
    O2(g)
     
    205,0
    10.- Determine la energía libre de Gibbs a 25ºC para la reacción de combustión de1 mol de monóxido de carbono, e indique si es o no un proceso espontáneo. (PAU)

    ΔH0f (kJ·mol–1)
    ΔG0f (kJ·mol–1)
    NO(g)
    90,25
    86,57
    NO2(g)
    33,18
    51,30
    11.- Consultando una tabla de datos termodinámicos a 298 K, encontramos los siguientes valores: Justifique si para dicha temperatura las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas: a) La formación de NO a partir de nitrógeno y oxígeno en condiciones estándar, es un proceso endotérmico. b) El NO es una sustancia más estable que el NO2. c) La oxidación con oxígeno, en condiciones estándar, de NO a NO2 es exotérmica. d) La oxidación con oxígeno, en condiciones estándar, de NO a NO2 es espontánea.(PAU)
    12.- a) Las energías de los enlaces C-C, C=C y C≡C son, respectivamente 347,0; 611,0 y 833,0 kJ/ mol. Justifique el por qué de estas diferencias. b) Si la energía libre de Gibbs de formación del carbono (grafito) es nula y la del carbono (diamante) vale 2,87 kJ·mol-1 a 1 atm y 25ºC, razone si puede convertirse el grafito en diamante en esas condiciones. (PAU).

    Puedes descargar la ficha de las actividades, aquí  

    Y los ejercicios resueltos, aquí

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