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)	S° (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:

	C−C	H−H	C−H
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 variará 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