jueves, 19 de diciembre de 2013

Examen con soluciones

EXAMEN DE QUÍMICA 2ºBCN                           TERMOQUÍMICA



A Ajusta la reacción de combustión del naftaleno y contesta a las siguientes cuestiones:
a Calcula la entalpía de formación estándar del naftaleno (C10H8).
Escribimos todas las reacciones con datos:
Reacción de formación del naftaleno:   10C + 4H2 C10H8
Reacción de formación del agua líquida   H2 + 1/2O2 → H2O  
Reacción del formación del dióxido de carbono  C  + O2→ CO2
Reacción de combustión del naftaleno   C10H8  +  12O2  → 10CO2   + 4H2O

Multiplico la última por (-1) , la del carbono por 10, la del hidrógeno por 4 y compruebo que todo va bien:
H°f(C10H8,) = 4928,6 + 4.(-285,6) + 10. (-393,5) = -148,8 kJ/mol

b ¿Qué energía se desprende al quemar 100 g de naftaleno en condiciones normales?
Simple proporción:
Si 1mol 4928 kJ    128g 4928kJ      Q= 4928.100/128= 3850 kJ

c Calcula U° para la combustión del naftaleno.  H=U+pV  U=H-pV
U° = H°c(C10H8, s) - p ∆V = -4928,6 – ∆n. R.T =-4928,6 – (-2). 8,31.273 = -4924 kJ
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1; C = 12.
H°f(H2O, l)= -285’8 kJ/mol; H°f(CO2, g)= -393’5 kJ/mol;  H°c(C10H8, s)= -4928’6 kJ/mol;







R = 8,31 J/ mol·K








B Mediante la fotosíntesis se transforma dióxido de carbono y agua en hidratos de carbono, como la glucosa, obteniéndose la energía necesaria de la luz del Sol. A partir de los siguientes datos tomados a
25°C y 1 atm:   6H2O (l)+ 6CO2 (g)→ C6H12O6 (g)+ 6 O2 (g)




Hf° (kJ/mol)
(J/mol·K)
O2 (g)
0
205
C6H12O6 (g)
-1273’5
212’1
H2O (l)
-285’8
69’9
CO2 (g)
-393’5
213’6

a)  Calcula la entalpía estándar de la reacción de la fotosíntesis. Calcula también la energía solar mínima para formar 9 gramos de glucosa.
6H2O (l)+ 6CO2 (g)→ C6H12O6 (g)+ 6 O2 (g)
Por el truquillo visto en clase: H = -1273,5 – 6. (-393,5) – 6.(-285,8) = 2802 kJ/mol
Para 9 gramos   2802.9/180= 140 kJ
b)  ¿Se trata de un proceso espontáneo a 298 K? Razona y justifica la respuesta.
∆S = 205.6 + 212,2 – 6.(213,6) – 6.(69,9)= -259 J/mol.K
∆G = ∆H - T∆S = 2802 kJ/mol + 77kJ/mol= 2879 kJ/mol    no espontáneo.
Datos: Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16.




C  Calcula el valor de H° para la reacción:      3 CH4         C3H8     2 H2
Datos:


CC
HH
CH
Entalpía de enlace (kJ/mol)
347
435
414







En la reacción debemos romper 3 moléculas de CH4, es decir  12 enlaces CH  necesito 4968KJ
Tengo que formar 1 molécula de C3H8     2 enlaces C-C y 8 enlaces C-H,  se desprenden 2.347+8.414=
4834 kJ
Tengo que formar 2 moléculas de H2  se desprenden 2.435 = 870 kJ

En total + 92kJ/mol.

D   Enuncia los tres Principios de la Termodinámica. Mirar el libro


E. Indica, razonadamente, cómo varia la entropía en los siguientes procesos:
a)    Disolución de nitrato de potasio, KNO3 , en agua.  Disolver siempre aumenta el desorden, aumento de la entropía
b)    Solidificación del agua.
Solidificar disminuye el desorden, disminución de la entropía
c)   Síntesis del amoniaco:          N2(g) + 3 H2(g)      →    2 NH3(g)
A la izquierda hay 4 moléculas y a la derecha solo 2. Está más desordenada la parte izquierda, ha disminuido la entropía



Puntuación:

Ejercicios
Puntos
A, B, C, D y E
10
Nota final  (10*A+10*B+7*C+7*D+7*E).10/41

domingo, 15 de diciembre de 2013

Aitor Cos -Resumen del tema

TERMOQUÍMICA
-Primer principio de la termodinámica: U = Energia interna (Es la energía total del sistema, suma de energías cinéticas de vibración, etc, de todas las moleculas)
  • Es imposible de medir
  • Si se puede medir su variación
           ∆U = Q + W
                                  
                 Q = m x c x ∆t
                 W = -p x ∆V
  • A volumen constante W = 0 --> Qv = ∆U 
  • A presión constante Qp = ∆H


-Entalpia: Es el incremento entálpico (H) que se produce en la reacción de formación de un mol de un determinado compuesto a partir de los elementos en estado físico normal (en condiciones estándar)

-Ley de Hess: H en una reacción quimica es constante con independencia de que la reaccions e produzca en una o mas etapas.


Para más información de los conceptos vistos hasta aqui, mirar entradas del blog.

-Entropia (S): mide el desorden.
  • 3º Principio: "La entropia de cualquier sustancia a 0K es igual a 0" Máximo orden
  • 2º Principio: "En cualquier proceso espontáneo la entropía total del universo tiende a aumentar siempre"
             Ejemplo: La sal en agua se disuelve pero en ningún momento se separa. No va la sal a un sitio y al otro el agua.


Video con profesora de siempre

- Energía libre de Gibbs (∆G) (Energía libre o entalpía libre)
  • G = H - T x S
  • ∆G = ∆H - T x ∆S