miércoles, 31 de octubre de 2012

Tres problemas de termoquímica y algo más.



Selectividad 2001
1.  1.      A) Dada la reacción endotérmica CH4 (g)  → C(s)  + 2H2(g) ¿las temperaturas bajas favorecen su espontaneidad?
B) Dada la reacción exotérmica CaC2 (s)  + 2H2O → Ca(OH)2  (s)  + C2 H2(g) ¿las temperaturas bajas favorecen su espontaneidad?

2.      2.  Un compuesto químico contiene nitrógeno e hidrógeno. El nitrógeno contenido en 10g de compuesto recogido sobre agua a 30ºC ocupa un volumen de 8,23 L a 750 mm de Hg. La densidad del compuesto en estado gaseoso a 125 ºC y 1 atm es 0,981 g/L. Determinar la fórmula molecular del compuesto.
Datos.  H:1   N:14   R= 0,082 atm.L/ºK.mol  
Presión del vapor de agua a 30ºC 33 mm de Hg

Junio 2008
3.      3.  Para una determinada reacción ∆H0>0  y ∆S0>0  (ambos valores pueden considerarse constantes con la temperatura). Responda:
A )En esa reacción se desprende  calor o se absorbe.
B) La energía de activación será positiva o negativa.
C) Si la reacción es espontanea siempre  o habrá una temperatura límite a partir de la cual no lo sea.

4.    4.    Con los datos del libro sobre la energía de enlace (página 134) averiguar la entalpia de combustión del butano. ¿Cuánta energía se desprende al quemar 2 Kg de butano a presión constante?


 

 La siguiente pregunta fue hecha en un examen trimestral de química en la  Universidad Complutense de Madrid.  ¿Es el Infierno exotérmico (desprende calor) o endotérmico  (lo absorbe)?

La mayoría de estudiantes escribieron sus comentarios sobre la entalpía y el comportamiento de los gases (el se enfría cuando se expande y se calienta cuando se comprime).

Un estudiante, sin embargo, escribió lo siguiente: 'En primer lugar,  necesitamos saber en qué medida la masa total del Infierno varía con el  tiempo. Para ello hemos de saber a qué ritmo entran las almas en el
Infierno y a qué ritmo salen. Tengo sin embargo entendido que, una vez dentro del Infierno, las almas ya no salen de él. Por lo tanto, no se producen salidas. En cuanto a cuántas almas entran, veamos lo que dicen las diferentes religiones: la mayoría de ellas declaran que si no perteneces a  ellas, irás al Infierno. Dado que hay más de una religión que así se expresa y dado que la gente no pertenece a más de una, podemos concluir que todas las almas van al Infierno.
Con las tasas de nacimientos y muertes existentes, podemos deducir que el número de almas en el Infierno crece de forma exponencial.
Veamos ahora cómo varía el volumen del Infierno: según la Ley de Boyle, para que la temperatura y la presión del Infierno se mantengan estables, el volumen debe expandirse en proporción a la de almas. Hay dos posibilidades:
1. Si el Infierno se expande a una velocidad menor que la de entrada de almas, la temperatura y la presión en el Infierno se incrementarán hasta que éste se desintegre.
2. Si el Infierno se expande a una velocidad mayor que la de la entrada de almas, la temperatura y la presión disminuirán hasta que el Infierno se congele.
¿Qué posibilidad es la verdadera? Si aceptamos lo que me dijo Ana en mi  primer año de carrera ('hará en el Infierno antes de que me acueste contigo'), y teniendo en cuenta que me acosté con ella ayer noche, la posibilidad número 2 es la verdadera
y por tanto daremos como que
el Infierno es exotérmico y que ya está congelado. El corolario de esta  teoría es que, dado que el Infierno ya está congelado, ya no acepta más almas y está, por tanto, extinguido; dejando al como única prueba de la existencia de un ser divino, lo que explica por qué, anoche, Ana no paraba de gritar '¡Oh, Dios mío! '.
Dicho estudiante fue el único que sacó sobresaliente.

martes, 30 de octubre de 2012

Mas problemas de repaso.

Hoy hemos seguido estudiando los catalizadores  y su influencia en la velocidad de reacción (página  160)

Tienes un excelente resumen de los conceptos de termoquímica aquí



1 Dadas las entalpías estandar de formación del CO2 -393,5 kJ/mol y del SO2 –296,1  kJ/mol y la de combustión: CS2(l) + 3O2(g)    →     CO2(g) +2SO2(g)  ∆Ho=-1072 kJ.
Calcule:
a) La entalpía estándar de formación del disulfuro de carbono
b) La energía necesaria para la síntesis de 2,5kg de disulfuro de carbono.
Masas atómicas: C=12; S=32

2 El sulfuro de cinc al tratarlo con oxígeno reacciona según:
2ZnS(s) +3O2(g)         2ZnO(s) +2SO2(g)
Si las entalpías de formación de las diferentes especies expresadas en kJ/mol son:
(ZnS)=-184,1; (SO2)=-70,9; (ZnO)=-349,3
a) ¿Cuál será el calor, a presión constante de una atmósfera, que se desprenderá cuando reaccionen 17 gramos de sulfuro de cinc con exceso de oxígeno?
b) ¿Cuántos litros de SO2,, medidos a 25ºC y una atmósfera, se obtendrán?
Datos: R=0,082atm.L/K.mol. Masas atómicas: O=16; S=32; Zn=65,4


sábado, 27 de octubre de 2012

Catalizador y problema de repaso.



En este vídeo podemos ver como funciona el catalizador de un coche.

En clase comenzamos con los catalizadores. Cambian la velocidad pero no son reactivos ni productos. Si la reacción química fuese la unión entre los humanos el cata lizador sería una especie de agencia matrimonial, facilita o impide los contactos entre las moléculas, acelera  o frena la reacción.

Podemos ver el efecto espectacular de un catalizador sobre el agua oxígenada.

Y un vídeo más sobre los enzimas 

Ejercicio 1.
Con los datos de las entalpias de enlace de la página 134, averiguar la entalpia de formación del metano (gas), del agua (gas), y del dióxido de carbono (gas).
¿Qué dato necesitas para averiguar la entalpia de formación del agua líquida? Buscalo y averigua ese dato.
¿Con los datos anteriores averigua la entalpia de combustión del metano?

Puedes comprobar todos los resultados anteriores en el libro.

Ejercicio 2.
Con los datos de la tabla obtenidos a 298 ºK  razonar si la formación de dióxido de nitrogeno a partir de monóxido de nitrogeno y oxígeno es exotérmica. Razonar si es espontanea.


H NO2f = 33,18 Kj/mol  H NOf = 90,25 Kj/mol  G NO2f = 51,30 Kj/mol ∆G NOf = 86,57 Kj/mol

 

jueves, 25 de octubre de 2012

Ejercicios de "velocidad de reacción"

1. La reacción en fase gaseosa A+B ..... C+D, ideal, su ecuación cinética es v=k[B]3.
Indique como varía la velocidad de reacción:
a) Al disminuir el volumen del sistema a la mitad
b) Al variar las concentraciones de los productos sin modificar el volumen del sistema
c) Al utilizar un catalizador
d) Al aumentar la temperatura

2. La reacción en fase gaseosa A+2B......3C, es una reacción elemental y por lo tanto de orden 2 respecto a B y de orden
1 respecto a A.
a) Formule la expresión de la ecuación de la velocidad
b) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética

3. La reacción en fase gaseosa A+2B   .....C, sólo depende de la concentración de A, de tal manera que si se duplica la concentración de A, la velocidad de reacción también se duplica
a) Justifique para qué reactivo cambia mas deprisa la concentración
b) Indique los órdenes parciales respecto de A y de B y escriba la ecuación cinética
c) Indique las unidades de la velocidad de reacción y la constante cinética
d) Justifique como afecta a la velocidad de reacción una dminución de volumen

4.-       Escribe la ecuación de velocidad de las siguientes reacciones:
 a) NO(g) + O3(g) .........NO2(g) + O2(g) si sabemos que la reacción es de primer orden con respecto a cada reactivo; 
b) 2 CO(g) +  O2(g) ....... 2 CO2(g) si sabemos que es de primer orden con respecto al O2 y de segundo orden con respecto al CO.
 
5.-       Se ha medido la velocidad en la reacción: A + 2B  ...... C a 25 ºC, para lo que se han diseñado cuatro experimentos, obteniéndose como resultados la siguiente tabla de valores:
Experimento.
[A0] (mol·l–1)
[B0] (mol·l–1)
v0 (mol·l–1·s–1)
1
0,1
0,1
5,5 · 10-6
2
0,2
0,1
2,2 · 10-5
3
0,1
0,3
1,65 · 10-5
4
0,1
0,6
3,3 · 10-5

Determina los órdenes de reacción parciales y total, la constante de velocidad y la velocidad cuando las concentraciones de A y B sean ambas 5,0 · 10–2 M. 
6.       La velocidad para una reacción entre dos sustancia A y B viene dada por:
Experimento
[A0] (mol·l–1)
[B0] (mol·l–1)
v0 (mol·l–1·s–1)
1
1,0 · 10–2
0,2 · 10–2
0,25 · 10–4
2
1,0 · 10–2
0,4 · 10–2
0,50 · 10–4
3
1,0 · 10–2
0,8 · 10–2
1,00 · 10–4
4
2,0 · 10–2
0,8 · 10–2
4,02 · 10–4
5
3,0 · 10–2
0,8 · 10–2
9,05 · 10–4
Determina los órdenes de reacción parciales y total, la constante de velocidad y la velocidad cuando [A0] = 0,04 M y [B0] = 0,05 M. Ö

miércoles, 24 de octubre de 2012

Calculando velocidades. Jose Palacios.




Tenemos la reacción 2N2O5 → 2N2O4   + O2  . Hemos medido los valores de la concentración de N2O5  con el tiempo:
N2O5  (moles/L)
0,233
0,200
0,180
0,165
0,155
Tiempo (s)
0
180
300
540
840
N2O4 (moles/L)





O2 moles en 1 L





a)      Rellenar la tabla.
b)      Representar los valores de  N2O4 ;  N2O5 y O2  (se puede hacer en Excel)
c)       Calcular la velocidad media con el N2O5  y con el O2 entre 0 y 840s  usando la fórmula del libro. Comprueba que da el mismo resultado.
d)      Calcula la velocidad instantánea del O2 en el instante t=300s.