1 / 21

H 2 O (l) H 2 O (g) H = 44 kJ.mol -1

1.-Calcula a entalpía de formación da auga gas a 298K, se a esta temperatura a entalpía de formación da auga líquida é -286kJ.mol -1 e a entalpía molar de vaporización da auga é 44 kJ.mol -1. Form. da auga líquida.

alta
Download Presentation

H 2 O (l) H 2 O (g) H = 44 kJ.mol -1

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 1.-Calcula a entalpía de formación da auga gas a 298K, se a esta temperatura a entalpía de formación da auga líquida é -286kJ.mol-1 e a entalpía molar de vaporización da auga é 44 kJ.mol-1. Form. da auga líquida H2 (g) + ½ O2 (g) H2O(l) H =-286 kJ.mol-1 Vaporización da auga H2 O (l) H2O(g) H = 44 kJ.mol-1 Formación da auga gas H2 (g)+ ½ O2 (g) H2O(g) H =-242 kJ.mol-1

  2. 2.-Calcula a enerxía do enlace C-H no metano. A entalpía de formación do metano é -72 kJ.mol-1. A entalpía de vaporización do carbono grafito é 719 kJ.mol-1 e a entalpía de disociación do H2(g) é 494´8 kJ.mol-1 . A Formación do metano C (s) + 2 H2 (g) CH4 HA = -72 kJ.mol-1 B Vaporización do carbono C (s) C(g) HB = 719 kJ.mol-1 C Disociación do Hidróxeno H 2 (g) 2 H (g) HC = 494´8 kJ.mol-1 A enerxía do enlace, que é a que se require para romper un enlace, neste caso C-H, será a cuarta parte da enerxía necesaria para a seguinte reaccíón: CH4 (g) C(g) + 4 H(g) H = - HA + HB + 2 HC A enerxía de enlace será :

  3. 3.-Ao queimar, a presión constante, 25 g de butano despréndense 1240kJ en forma de calor. Con esta dato e os da táboa, calcula a entalpía de formación do butano. Táboa: ΔHf(CO2 (g)) =-39313´kJ.mol-1; ΔHf(H2O (g)) = -241´6kJ.mol-1 C4H10(g) + 13/2 O2(g) 4 CO2(g) + 5 H2O(g) ΔHA = -2876´8 kJ.mol-1 C(s) + O2(g) CO2(g)ΔHB = -393´13 kJ.mol-1 H2(g)+ ½ O2(g) H 2O (g) ΔHC = -241´6 kJ.mol-1 4 C(s) + 5H2(g) C4 H10(g) ΔH = ? ΔH = -ΔHA + 4ΔHB + 5ΔHC ΔH = 96´28 kJ.mol-1

  4. 4.-Calcula a variación de enerxía interna de combustión do propano gas a 298 K .Datos da táboa: Δ Hf(CO2 (g)) = -393´13 kJ.mol-1; ΔHf(H2O (g)) = -241´6kJ.mol-1 , ΔHf(C3H 8 (g)) = -103´9 kJ.mol-1 C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(g)Δ H = -ΔHA + 3ΔHB + 4ΔHc . ΔHcombustión = -2041´89 kJ.mol-1 Con as entalpías de formación das tres substancias que interveñen, xa que a do osíxeno é nula, calculamos: 3 C(s) + 4H2(g) C3 H8(g) ΔHA =-103´9 kJ.mol-1 C(s) + O2(g) CO2(g)ΔHB = -393´13 kJ.mol-1 H2(g)+ ½ O2(g) H 2O (g) ΔHC = -241´6 kJ.mol-1 ΔE =Δ H - Δ (PV) = Δ H – RTΔn =Δ H - RT xa que Δ n = 7 – 6 = 1 ΔE = - 2041´89 kJ.mol-1 – 8´3.10-3kJ.mol-1.K-1 . 298 K = -2044´3 kJ.mol-1

  5. 5.-Calcula a entalpía de formación do trióxido de xofre gas a partir das entalpías de reacción dos procesos S(s)+ 3/2 O2(g) SO3(g)Δ H = ΔHA - ΔHB - ΔHc . ΔHoxidación = -394´7 kJ.mol-1 PbO(s) + S(s) + 3/2 O2(g) PbSO4(s) ΔHA =-699´7 kJ.mol-1 PbO(s) + H2SO4 .5H2O PbSO4(s)+ 6 H2O(l)ΔHB = -116´9 kJ.mol-1 SO3(g)+ 6 H2O(l) H2SO4. 5H2O (l) ΔHC = -188´1 kJ.mol-1

  6. 6-Dos datos seguintes, calcúlese a calor de formación do pentacloruro de fósforo sólido P4(s) + 6 Cl2(g) 4 PCl3(l) ΔHA =-304´0 kcal 1/4 P4(s) + 5/2 Cl2(g) PCl5(s)Δ H = ¼ ΔHA + ΔHB ΔHformación = -108´8 kcal.mol-1 PCl3(l) + Cl2(g) PCl5(s)ΔHB = -32´8 kcal

  7. 7-Considera a reacción 2 Ag2O(s) 4 Ag(s) + O2(g). Calcula a calor desprendida ou absorbida cando reaccionan 4´62 g de Ag2O a 25ºC. entalpía estandar de formación do Ag2O(s) = - 30´6 kJ.mol-1 2 Ag(s) + ½ O2(g) Ag2O(s)ΔH = - 30´6 kJ.mol-1 2 Ag2O(s) 4 Ag(s) + O2(g)ΔH = - 2( - 30´6 kJ) = 61´2 kJ Ag2O(s) 2 Ag(s) +1/2 O2(g)ΔH = 30´6 kJ.mol-1 2.10-2 mol de Ag2O . 30´6 kJ.mol-1 = 0´61kJ É a calor absorbida ao reaccionar 4´62g ou 0´02 moles de Ag2O

  8. 8-Calcular a variación de entalpía e a de enerxía interna da seguinte reacción: CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) +2 H2O(l) Datos : As entalpía de formación do metano, dióxido de carbono e auga son respectivamente -74´8; -393´5 ; e -258´8 kJ.mol-1. ΔH = ΔHf (CO2) + 2ΔHf (H2 O) - ΔHf (CH4) = - 836´3 kJ.mol-1 ΔE =Δ H - Δ (PV) = Δ H – RTΔn =Δ H + 2 RT xa que Δn = 1 – 3 = -2 ΔE = - 836´3kJ.mol-1 + 2 . 8´3 .10-3kJ.mol-1 K-1 . 298 K ΔE = - 831´3kJ.mol-1

  9. 9-Escribe a ecuación de combustión do butano, e razoa se, á mesma temperatura, a calor desprendida a volume constante é maior, igual ou menor que a desprendida a presión constante. C4H10(g) + 13/2 O2(g) 4 CO2(g) + 5 H2O(g) qp = qv+RTΔn onde R >0 T >0 Δn = 9 – (1 + 13/2) >0 resultando qp> qv

  10. 10-Calcular o valor aproximado da entalpía de reacción do proceso CH3-CH2-COH + ½ O2 CH3-CH2-COOHDatos das enerxías de enlace en kJ,mol-1: C-H = 414, C-O = 355 , O=O = 497 , O-H = 464 O O R – C + ½ O O R - C H O -H Fórmanse un enlace C-O e outro O-H e rómpense un enlace C-H e medio enlace O=O Onde a variación de entalpía da reacción é a variación de entalpía dos enlaces rotos menos a dos enlaces formados. resultando ΔH = 414+ ½ 497 - (355+464) = -156kJ.mol-1

  11. 11.-A reacción 2 H 2 (g)+ O2 (g) 2 H2O (g) transcorre espontaneamente a pesar de que hai un aumento da orde do sistema. ¿Como pode ser esto? Δ G = ΔH – T ΔS Se é espontánea Δ G é negativo, así que ΔH – T ΔS é negativo polo tanto ΔH é menor que T ΔS A enerxía que se desprende por ser exotérmica é máis ( son cantidades negativas) que a que se precisa para aumentar a orde do sistema

  12. 12.-¿Cal é o aumento de entropía dun sistema que absorbe 1kJ de calor ás seguintes temperaturas? a) 5K b) 500K c) 5000K A menor temperatura máis aumenta a desorde

  13. 13.-Deduce o signo de Δ S en cada unha das seguintes reaccións. • Ca(s) + ½ O 2(g) CaO (s) b) N2(g) + 2 O 2(g) 2 NO 2(g) En ambas reaccións aumenta o orde, por desaparecer gases. Nos dous casos o incremento de entropía é negativo.

  14. 14.-Calcula cuantitativamente os valores de Δ S das reaccións anteriores. Busca os valores nunha táboa. • Ca(s) + ½ O 2(g) CaO (s) ∆Go = -603´5 kJ.mol-1 ∆Ho = -635´1 kJ.mol-1 b) N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) Necesitamos os datos de ∆So para productos e reactivos, e a lei de Hess ou ben os de T, ∆G e ∆H para aplicar a fórmula ∆G = ∆H -T ∆S

  15. 15.-Calcula o valor de Δ G0 das reaccións • CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g) ∆Go = ∆Gof (CO2(g)) + ∆Gof (CaO(s)) - ∆Gof (CaCO3(s)) ∆Go = -394.4 kJ.mol-1 – 603.5 kJ.mol-1 - (-1128.8 kJ.mol-1) =130.9 kJ.mol-1 b) CH4(g) + 2H2O (g) → 4H2(g) + CO2 (g) ∆Go = ∆Gof (CO2(g)) + 4 ∆Gof (H2(g)) - ∆Gof (CH4(g)) - 2 ∆Gof (H 2O(g)) ∆Go = - 394.4 kJ.mol-1 + 4 . 0 – (-50.8 kJ.mol-1 ) - 2. (-228.6 kJ.mol-1) ∆Go = 113´6 kJ.mol-1

  16. 15.- Se fixeramos este exercicio utilizando datos de entalpía e de entropía, sería: ∆So = So (CO2(g)) + So(CaO(s)) - So (CaCO3(s)) ∆So = 213.8 J.mol-1K-1 + 39.7 J.mol-1K-1 - (92.9 J.mol-1K-1) =160.6 J.mol-1 K-1 ∆Ho = ∆Hof (CO2(g)) + ∆Hof (CaO(s)) - ∆Hof (CaCO3(s)) ∆Ho = -393.5 kJ.mol-1 – 635.1 kJ.mol-1 - (-1206.7 kJ.mol-1) = 178.1 kJ.mol-1 ∆Go = ∆Ho - T ∆So ∆Go = 178,1 kJ.mol-1 - 298 K . 160,6 . 10-3k J.mol-1 K-1 = 130,24 kJmol-1 • CaCO 3(s) CaO (s) + CO 2(g) b) CH4(g) + 2H2O (g) → 4H2(g) + CO2 (g) ∆So = So(CO2 (g)) + 4. So(H2 (g)) - So (CH4 (g)) - 2. So (H2O (g)) ∆So =213,8J.mol-1K-1 + 4 .130,70 J.mol-1K-1 - 186,0 J.mol-1 K-1 - 2. (188,7 J.mol-1K-1) ∆So = 173,2 J.mol-1 K-1 ∆Ho = ∆Hof (CO2(g)) + 4. ∆Hof (H2(g)) - ∆Hof (CH4(g)) - 2. ∆Hof (H2O(g)) ∆Ho = -393,5 kJ.mol-1 + 4 . 0 kJ.mol-1 – (-74,9 kJ.mol-1 ) - 2. (-241,8 kJ.mol-1) ∆Ho = 165 kJ.mol-1 ∆Go = ∆Ho - T ∆So ∆Go = 165 kJ.mol-1 - 298 K . 173,2 . 10-3kJ.mol-1 K-1 = 114,1 kJmol-1

  17. 16.-Determina se as reaccións do exercicio anterior son espontáneas á temperatura de 298K e se non o son, calcula a que temperatura o serán. Supoñemos que os valores de ∆H e ∆ S non varían apreciablemente coa T. • CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2(g) ∆Go = 130,24 kJmol-1 positiva, a reacción non é espontánea a esta T Para ser espontánea ∆Ho - T ∆So < 0 , por tanto ∆Ho < T ∆So b) CH4(g) + 2H2O (g) → 4H2(g) + CO2(g) ∆Go = 114,1 kJmol-1 positiva, a reacción non é espontánea a esta T

  18. 17.- Para a reacción química C (grafito) + 2H2 (g) → CH4(g) dispós dos seguintes datos a 298 K. A partir destes datos, determina ∆Ho, ∆So, ∆Go para esta reacción. ¿Que che suxire o valor obtido para esta última magnitude? ∆Ho = -74,8 kJ/mol-1 - 2 . 0 kJ/mol-1 - 0 kJ/mol-1 = - 74,8 kJ/mol-1 ∆So = 186,9Jmol-1 K-1- 2 .130,7Jmol-1 K-1 - 5,74Jmol-1 K-1 = - 80,24Jmol-1 K-1 ∆Go = ∆Ho - T ∆So ∆Go = -74,8 kJ.mol-1 - 298 K . ( – 80,24) . 10-3k J.mol-1 K-1 = - 50,9 kJmol-1 Por ser negativo o valor da entalpía libre de Gibbs, sabemos que o grafito en contacto con hidróxeno gas, a 25ºC, forma gas metano espontaneamente.

  19. A combustión do acetileno (C2H2(g)) produce dióxido de carbono e auga. (a) Escriba a ecuación química correspondente ao proceso. (b) Calcule a calor molar de combustión do acetileno e a calor producida ao queimar 1,00kg de acetileno.Datos: ∆Hfo = (C2H2(g))=+223,75kJ/mol; ∆Hfo = (CO2(g)) =-393,5kJ/mol∆Hfo = (H2O (g))=-241,8kJ/mol C2H2(g) + O2(g) 2CO2(g) + H2O(g) 2C(s) + H2(g) C2H2(g) ∆Ho = 223´75kJ/mol C(s) + O2(g) CO2(g) ∆Ho =-393,5kJ/mol ½ O(s) + H2(g) H2O(g) ∆Ho =-241,8kJ/mol ∆Ho = -241,8kJ/mol-1+ 2 .(-393,5 kJ/mol-1) -223,75 kJ/mol-1= - 1252,5 kJ/mol-1 Ao queimar 1,00kg de acetileno estanse a queimar 38,46 moles de acetileno e a calor producida será: 38,46mol . 1252,5kJ/mol = 48173kJ.

  20. A entalpía de combustión do propano gas é -546,3Kcal. Sabendo que ∆Hfo = (CO2(g))=-94,03kcal/mol e ∆Hfo = (H2O (l))=-68,30kcal/mol. Calcular:(a) Entalpía de formación do propano. (b) Os quilogramos de carbón que será preciso queimar ( cun rendemento do 80%) para producir a mesma cantidade de enerxía ca obtida na combustión de 1kg de propanoDato: Entalpía de combustión do carbón 5Kcal/g C3H8 + O2 3CO2 + 4H2O ∆Ho = -546,3 kcal/mol C(s) + O2(g) CO2(g) ∆Hfo =-94,3kcal/mol ½ O(s) + H2(g) H2O(l) ∆Hfo =-68,3kcal/mol 3 C(s) + 4 H2(g) C3H8 ∆Hfo =?? Entendendo que a auga formada na combustión está en fase líquida: ∆Ho =546,3Kcal.mol-1 -3 .94,3Kcal.mol-1-4 .68,3Kcal.mol-1= -9,8Kcalmol-1 Un kg de propano son 22,7 mol polo tanto desprende 22,7 . 546,3= 12417,39 Kcal o que equivalería a queimar 2483,1g de carbón nunha combustión ao 100%, e 3103,9 g, se o rendemento é do 80%, como aquí se plantea.

  21. Na reacción 4Ag(s) + O2(g) 2Ag2O(s) a variación de entalpía e a variación de entropía a 25ºC e 1 atm valen -61,1kJ e ´-132,1J/K respectivamente. Supoñendo que estes valores son independentes da temperatura, determinar, previo cálculo: (a) En que sentido é espontánea a reacción nestas condicións.(b)O sentido no que a reacción é espontánea a 500ºC. (c) A temperatura á que se acada o equilibrio químico ∆Ho = -61,1 kJ ∆So = -132,1 J/K T= 298K P= 1 atm ∆Go = ∆Ho - T ∆So ∆Go = -61,1 kJ - 298 K . ( – 132,1) . 10-3k J K-1 = - 21,7kJ Un kg de propano son 22,7 mol polo tanto desprende 22,7 . 546,3= 12417,39 Kcal o que equivalería a queimar 2483,1kg de carbón nunha combustión ao 100%, e 3103,9kg, se o rendemento é do 80%, como aquí se plantea.

More Related