DEPARTAMENTO DE QUMICA UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO RECINTO DE RO PIEDRAS Nombre: ________________________ 8 de mayo de 2009Nm estudiante: __________________ QUIM 3002 Seccin: _______ Cuarto Examen Parcial I.Seleccione la mejor contestacin haciendo un crculo alrededor de la letra que corresponda.No escriba su contestacin en el margen.(27 ptos: 3 ptos c/u) La segunda ley de termodinmica establece que: a)La entropa de un cristal perfecto es cero a cero absoluto. b)La energa interna de un sistema es igual a la suma de trabajo ms calor. c)En todo proceso espontneo, la entropa del universo aumenta. d)La energa no se crea ni se destruye, se transforma. e)Las contestaciones c y d son correctas. En cul de los pares de sustancias a continuacin la primera sustancia tiene mayor entropa molar que la segunda? a)K(s),Rb(s) b)Br2(s),Br2() c)O2(g),NO(g) d) NO2(g),SO2(g) e)H2Se(g),H2O(g) Para la reaccin de descomposicin entre bixido de azufre y bixido de nitrgeno se sabe que Go = -34.7 kJ.La constante de equilibrio para esta reaccin a 298 K es: a) 1.21 x 106 b) 14.0c) 4.13 d) 1.01 e) 9.86 x 101 Una reaccin tiene un H negativo y un S negativo a 273 K.Es correcto decir que a)la reaccin es espontnea independientemente de temperatura. b)la reaccin es espontnea a T baja pero no espontnea a T alta. c)la reaccin es espontnea a T alta pero no espontnea a T baja. d)la reaccin es no-espontnea independientemente de temperatura. e)no se puede especificar la espontaneidad de la reaccin como funcin de T sin que se conozca el signo del G. 2Dadas las entropas molares que aparecen en la tabla, calcule el So (en J/K) a 25oC para la siguiente reaccin: 2 PbO(s) + C(s, grafito) 2 Pb (s) + CO2(g) SustanciaSo (J/K.mol) PbO(s)69.45 C(s)5.7 Pb(s)64.89 CO2 (g)213.6 a) +203.3 J/K b)198.8 J/K c)488.0 J/K d) 353.6 J/K e) -203.3 J/K El estado de oxidacin de Te en el compuesto K2TeO3, es a)+2 b)+3 c)+4 d)+5 e)+6 Basado en los potenciales que aparecen en la siguiente tabla, Media reaccinE (V) Ag+(ac) + eG Ag(s) +0.80 V Ni2+(ac) + 2 eG Ni(s) 0.25 V Cr3+(s) + 3 eG Cr(s) 0.74 V Cul de las siguientes aseveraciones es correcta para las siguientes reacciones bajo condiciones estndares? I2 Ag+ (ac) + Ni (s) 2 Ag (s) + Ni2+ (ac) IICr3+ (ac) + 3 Ag (s) Cr (s) + 3 Ag+ (ac) a)I y II son no-espontneas b)I y II son espontneas c)I es no-espontnea y la II es espontnea d)I es espontnea y la II es no-espontnea e)No se puede determinar con la informacin provista 3A base de los siguientes potenciales, cul es el mejor agente reductor? F2(g)+ 2 e 2FG(g)E = +2.87 V Cu2+(ac)+2 e Cu(s) E = +0.34 V Mg2+(ac)+ 2 e Mg(s)E = -2.37 V a)F2(g) b)Cu(s) c)Mg(s) d)FG(g) e)Mg2+(ac) Cul de las siguientes aseveraciones es cierta? a)El ctodo es positivo en una celda galvnica y negativo en una celda electroltica b)Los electrones fluyen a travs del circuito externo hacia el ctodo en una celda galvnica y hacia el nodo en una celda electroltica. c)La oxidacin ocurre en el nodo de una celda galvnica y en el ctodo de una celda electroltica. d)La oxidacin ocurre en el ctodo de una celda galvnica y en el nodo de una celda electroltica. e)Los signos del ctodo y el nodo son iguales tanto en la celda galvnica como en la celda electroltica II.Resuelva y escriba la contestacin en el espacio provisto. (11 ptos) ______________________Un sistema hace trabajo equivalente a 15.0 kJ sobre los alrededores y libera 280 J de calor.Cul es el cambio en energa interna del sistema? (2 ptos) ______________________Plomo tiene una temperatura de fusin de 327.47oC y su entalpa de fusin es 4.765 kJ/mol.Determine la entropa molar del proceso, )So, en J/K. (3 ptos) ______________________Para la siguiente reaccin: 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s)+ CO2(g)+ H2O(g) se conoce que Ho = 128.9 kJ y So = 321 J/K, a qu temperatura mnima la reaccin ser espontnea? (3 ptos) 4______________________Para la reaccin CO (g) + Cl2 (g) COCl2 (g) a 298 K se conoce que S= -47.0 JK-1mol-1 y H= -220 kJ/mol Calcule G a 450 K.(Suponga que S y H son independientes de temperatura.)(3 ptos) III.Conteste (38 ptos) A.Prediga el signo del )So para los siguientes procesos e indique la razn. (8 ptos) Reaccin)SoRazn 2 NaCl(s) 2 Na(s) + Cl2(g) 1 mol de O2(g) en 25 L 1 mol de O2(g) en 15 L B.Balancee la siguiente reaccin en medio cido: (6 ptos) ClO3 (ac)+ I (ac) I2 (s)+Cl (ac) C.Escriba la ecuacin balanceada de la siguiente notacin abreviada de una celda.(4 ptos) Fe (s) | Fe2+ (ac) || Al3+ (ac) | Al (s) 5D.Haciendo uso de las sustancias que aparecen en la siguiente tabla de potenciales: Media reaccinE (V) F2 (g) + 2 e 2 F(ac)+2.87 I2 (s) + 2 e 2 I(ac)+0.54 Fe2+ (ac) + 2 e Fe (s)-0.45 Al3+ (ac) + 3 e Al (s)-1.66 escriba la reaccin de oxireduccin que liberara mayor cantidad de energa libre. .Recuerde balancear la ecuacin.(4 ptos) E.Considere la siguiente celda voltaica para contestar lo que sigue. (12 ptos) ESn2+, Sn = 0.14 V ECu2+, Cu = +0.34 V 1.00 M Sn(NO3)2 (ac) 1.00 M Cu(NO3)2 (ac) a)Identifique en el dibujo: el nodo, el ctodo, el puente salino y la direccin del flujo de electrones (4 ptos) b)Reaccin del ctodo:__________________________________ (2 ptos) c)Reaccin del nodo:__________________________________ (2 ptos) d)Reaccin neta:___________________________________ (2 ptos) e)Potencial de la celda:____________________ (2 ptos) 6F.A base de las tendencias que se pueden deducir de los potenciales que aparecen abajo, indique qu productos se forman en el ctodo y en el nodo de la electrlisis de una mezcla de las siguientes sales fundidas:KI () y NaBr ().(4 ptos) K+ (ac) + 1 eG K (s) E = 2.93 V Na+ (ac) + 1 eG Na (s) E = 2.71 V I2 (s) + 2 eG 2 IG (ac) E = + 0.53 V Br2 () + 2 eG 2 BrG (ac) E = + 1.07 V Producto del ctodo: _______________ Producto del nodo: _______________ IV.Problemas (24 ptos) A.A base de la informacin que aparece abajo calcule el Go, en kJ, a 298 K para la siguiente reaccin, (5 ptos) 2 CO(g) + 2 NH3(g) C2H6(g)+ 2 NO(g) Gof (NH3) =-16.4 kJGof (CO) =-137.2 kJGof (NO) =+87.6 kJ Gof (C2H6(g)) =-32.0 kJ B.Calcule Eocelda, Go y Keq a 298 K para la siguiente reaccin que ocurre en una celda: (6 ptos) Mn (s) + Cd2+ (ac) Mn2+ (ac) +Cd (s) EMn2+, Mn = +1.18 V ECd2+, Cd = 0.40 V 7C.El NADH, una coenzima que participa en reacciones de oxireduccin a nivel celular, se convierte en NAD+ mediante un proceso que requiere que O2 (ac) y 2 H+ (ac) reaccionen para formar H2O ().Se conoce que: NAD+ (ac) + H+ (ac) + 2 eGNADH (ac)E = 0.315 V O2 (ac) + 2 eG + 2 H+ (ac) H2O () E=+0.815 V A base de esta informacin y de lo que indica el enunciado: a.Escriba la reaccin neta del proceso (2 ptos) b.Calcule el E de este proceso a condiciones estndar (2 ptos) c.Indique si la reaccin es espontnea o no espontnea (1 pto) D.Dada la siguiente reaccin, que ocurre en una celda cuyo voltaje es +1.39 V, y el potencial de reduccin de Br2 que es +1.07 V, calcule EVO2+/ V 3+. (3 ptos) Br2 (ac) + 2 V3+ (ac) + 2 H2O () 2 VO2+ (ac) + 4 H+ (ac) + 2 BrG (ac) E.Cuntos gramos de nquel (Ni = 58.69 g/mol) se depositarn al pasar una corriente de 15.0 A por una solucin acuosa de NiCl2 durante 60.0 min? (5 ptos)