1.- Dada la reacción: 2 CH₃OH (l) + 3 O₂ (g) = 2 CO₂ (g) + 4 H₂O (l) ; D H = -1552,8 KJ

a) Indica si el proceso es espontáneo en condiciones estándar (1 atm y 25ºC).

b) Suponga el sistema en equilibrio. Justifique cómo afectaría al equilibrio un aumento de presión y un aumento de temperatura.

DATOS: Entropías estándar a 298 K :

S⁰ (CH₃OH (l) ) : 126,8 J/K mol; S⁰ (CO₂ (g) ) : 213,7 J/K mol;

S⁰ (O₂ (g)) : 205,0 J/K mol; S⁰ (H₂O (l)) : 70,0 J/K mol.

2.- Calcule el calor de formación del acetileno (etino), conocidos los calores de formación del H₂O (l) y del CO₂ (g), así como el calor de combustión del acetileno.

DATOS: D H_{formación agua líquida}= -285,8 KJ/mol; D H_{formación CO2 gas}= -393,13 KJ/mol D H_{combustión etino} = -1300 KJ/mol

3.- La entalpía de formación del amoníaco es D H = -46,2 KJ/mol. Calcule el calor de reacción cuando se forman 3 litros de amoníaco, medidos en condiciones normales.

DATOS: R=0,082 atm.l/K mol .Masas atómicas N=14 H=1

4.- La gasolina puede ser considerada como una mezcla de octanos (C₈ H₁₈). Sabiendo que los calores de formación de : agua gas = -242 KJ/mol; dióxido de carbono = -394 KJ/mol; y octano líquido = -250 KJ/mol.

a) Escriba la reacción de combustión de la gasolina

b) Calcule la energía liberada en la combustión de 5 litros de gasolina sabiendo que su densidad es de 800 Kg/m³.

c) ¿Qué volumen de gas carbónico medido a 30ºC y presión atmosférica se generará en tal combustión.

5.- El calor de formación del AgCl (s), en condiciones normales, es -30,3 Kcal/mol y la entalpía de la reacción Pb (s) + 2 AgCl (s) = PbCl₂ (s) + 2 Ag (s) vale -25,1 Kcal en las mismas condiciones. Calcula:

a) El calor de formación del PbCl₂ (s).

b) Calor que se genera en el proceso cuando reaccionan 1,84 . 10²⁴ átomos de Pb (s).

DATOS : nº de Avogadro 6,022.10²³.

6.-Explique brevemente por qué muchas reacciones endotérmicas transcurren espontáneamente a altas temperaturas.

7.- Explique de un modo razonado los conceptos de entropía y entalpía así como la relación que existe entre ellos.

8.- Conocidas las siguientes entalpías de formación del gas propano -183,8 KJ/mol, del dióxido de carbono gaseoso es -393,5 KJ/mol y del agua líquida es -285,5 KJ/mol, y sabiendo también que la capacidad calorífica del agua es de 4,18 KJ/Kg ºK. Calcule:

a) El calor de combustión del propano a T=298ºK y 1,013.10⁵ Pa.

b) Determine la cantidad de propano necesaria para calentar, en las condiciones anteriores, 50 l de agua (densidad 1 g/ml) desde 10ºC hasta 70ºC suponiendo que el rendimiento es del 70%.

9.- Los calores de combustión estándar del carbono (s) y benceno (l) son, respectivamente, -393,7 KJ/mol y -3267 KJ/mol, y el de formación del agua (l) -285,9 KJ/mol. Calcula:

a) El calor de formación del benceno (l).

b) Las calorías que se desprenden en la formación de 1 Kg de benceno (l).

10.- La hidracina N₂H₄ (l) y la dimetilhidracina N₂H₂(CH₃)₂ (l) son combustibles. Reaccionan espontáneamente con oxígeno obteniéndose en ambos casos agua vapor y nitrógeno gaseoso y además dióxido de carbono si se quema la N₂H₂(CH₃)₂. Calcule

a) El calor de combustión de ambos combustibles expresado en KJ/g.

b) Si el proceso de combustión es exotérmico o endotérmico. Determine además si variará la entropía, y si es así en que sentido lo hará.

11.- La entalpía de combustión del propano es -526,3 Kcal. Las entalpías de formación estándar del dióxido de carbono y del agua son respectivamente de -94,03 Kcal/mol y -68,30 Kcal/mol. Calcular:

a) Entalpía de formación del propano.

b) Los Kg de carbón que serán necesarios quemar, siendo el rendimiento del 80%, para producir la misma cantidad de energía que la obtenida en la combustión de 1 Kg de propano.

DATOS: entalpía de combustión del carbón: -5 Kcal/g. Masa atómica del C:12 O:16 H:1.

12.- a) Determinar el valor de las entalpías de las siguientes reacciones:

2 SO₂ (g) + O₂ (g) = 2 SO₃ (g) N₂O₄ (g) = 2 NO₂ (g)

b) ¿ Cómo influye en ambos equilibrios un aumento de temperatura ? , ¿ y un aumento de presión?.

DATOS: Entalpías de formación en KJ/mol:

SO₂ (g) = -297 ; SO₃ (g) = -396 ; N₂O₄ (g) = 9,2 ; NO₂ (g) = 33,2

1.-a) D G=D H - TD S; Donde D S = S ni . Si productos -S ni . Si reactivos

D G = -1504,8 KJ luego el proceso es espontáneo en estas condiciones.

b)Según el principio de Le Chatelier:

Un aumento de presión desplaza el equilibrio hacia la derecha, pues con ello se disminuye el volumen y se contrarresta el aumento de presión (hay 3 moles de gases a la izquierda y 2 a la derecha).

Un aumento de temperatura desplaza el equilibrio hacia la izquierda, sentido en el que la reacción es endotérmica. Al absorber calor se contrarresta el aumento de temperatura.

2.- D H = 227,94 KJ/mol Resultado que sale de sumar el calor de formación del agua y el doble del de formación del dióxido de carbono y restarlo al de combustión del etino.

3.- En condiciones normales 1 mol son 22,4 l y esto desprende 46,2 KJ. Luego de hacer una regla de tres sale 6,19 KJ.

4.- a) C₈H₁₈ (l) + 25/2 O₂ (g) = 8 CO₂ (g) + 9 H₂O (l)

El calor de reacción es D H = 8 D H CO₂ + D H H₂O - D H C₈H₁₈ = -5080 KJ

b) masa=densidad . volumen nº moles = masa /Peso molecular

De una regla de tres se deduce que el calor liberado es 178246 KJ

c) conocido el nº de moles de octano, por proporción de 1 a 8 se calculan los moles de CO₂ y por la fórmula de los gases perfectos se halla el volumen que sale 6974,3 l.

5.-a) Ley de Hess: D H = -25,1-60,6 = -85,7 Kcal

b) Al reaccionar un mol o sea 6,022.10²³ átomos se desprenden 25,1 Kcal luego por regla de tres sale un calor de -76,7 Kcal.

6.- La espontaneidad depende de la energía libre de Gibbs: D G=D H - TD S. Si la reacción es endotérmica entonces D H es positivo luego para que sea espontánea y D G sea negativo debe aumentarse la temperatura.

7.- Véase libro de texto.

8.-a) De la ley de Hess :

D H = 3. D H CO₂ + 4. D H H₂O - 1. D H C₃H₈ = -2218,7 KJ.

b) La cantidad de calor viene dada por la expresión :

Q = masa . (Capacidad calorífica o calor específico) . incremento de temperatura

Para calentar los 50 litros se necesitan 12540 KJ y como un mol que son 44 g de propano produce 2218,7 entonces serán necesarios 248,7 g de propano. Por último aplicado el rendimiento del 70% serán precisos 355,3 g del mismo.

9.-a) De la ley de Hess :

D H = 6 . D H comb.C + 3. D Hcomb.benceno - 1. D H form. benceno =47,1 KJ.

b) 144,9 Kcal.

10.-a) Las reacciones de combustión son:

N₂H₄ (l) + O₂ (g) = 2 H₂O (g) + N₂ (g) D H= -16,7 KJ/g

N₂H₂(CH₃)₂ (l) + 4 O₂ (g) = 4 H₂O (g) + 2 CO₂ (g) + N₂ (g) D H=-29,9 KJ/g

b) De acuerdo con los resultados del apartado anterior ambos proceso son exotérmicos . Como ambos procesos son irreversibles en ellos tiene lugar un aumento de la entropía.

11.-a) De la ley Hess:

D H = 4 . D H form. agua + 3 . D Hcomb.carbon - 1. D H form.prop = -28,99 Kcal.

b) 2990,2 g de carbón.

12.- a) Para la primera reacción -198 KJ Para la segunda reacción 57,2 KJ

b) En la primera reacción el aumento de temperatura la desplaza hacia la izquierda, ya que así se absorbe calor (sería endotérmica). Con la segunda reacción el efecto sería contrario.

En la primera reacción el aumento de presión desplazaría el equilibrio hacia donde hay menor nº de moles de sustancias gaseosas que es en la derecha, y en la segunda reacción ocurre a la inversa.