Guía de ejercicios, Cálculo de Entalpía de reacción
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Nombre: ______________________________Curso: Fecha :____/_____/_____ Profesora: Nury Arancibia ENERGÍA DE ENLACE 1. Calcula la entalpía de hidrogenación del etileno para formar etano, según la reacción: CH2=CH2 + H2 CH3–CH3 a partir de los datos de la tabla adjunta. (Solución: –131 kJ) 2. A partir de las entalpías de enlace determinar el valor aproximado de la entalpía para la reacción de hidrogenación del acetileno(etino) a etano. Los valores de las entalpías de enlace son: H-H = +104 ; C-H = +99 ; C-C = +83 ; C≡C = +199 Kcal/mol. (Solución: ) H= -72 Kcal/mol) 3. Determinar la entalpía de combustión del n-octano, conociendo las energías de enlace siguientes: C - C 83 Kcal/mol ; C-H: 99 Kcal/mol ; C=O: 173 Kcal/mol ; O-H: 111 Kcal/mol ; O=O : 117 Kcal/mol. Compárese el valor obtenido, con el hallado experimentalmente, que es de 1.303 Kcal/mol. ¿Existe mucha diferencia? Obsérvese que en los cálculos con energías de enlace, se debe suponer que tales energías de enlace son aditivas. (Solución: ΔH = -940 Kcal/mol) 4. La molécula de nitrógeno es particularmente estable. Conociendo las energías de enlace en Kcal/mol de N≡N (225), de N-H (93), de H-H (104) y de N-N (38), calcular la entalpía de la hipotética reacción de hidrogenación del N 2 para dar H 2 N-NH 2 (hidrazina). (Solución: +23 Kcal/mol) ENTALPÍA DE FORMACIÓN 5. Las entalpías de formación de los compuestos: FeS2, Fe2O3, ambos sólidos y del SO2 gas son respectivamente -35,50; -198,50; y -70,90 Kcal/mol. Calcular la entalpía de reacción para la tostación de la pirita, que transcurre según la reacción: 4 FeS2 (s) + 11 O2(g) 8 SO2(g) + 2 Fe2O3(s) (Solución: ΔH= -822,36 Kcal) 6. Las entalpías normales de formación para los compuestos: CS2, S2Cl2 y CCl4 todos ellos en estado líquido son respectivamente +21,0; -14,4 y -33,3 Kcal/mol. Determinar la entalpía de la reacción: CS2(l) + 3 Cl2(g) S2Cl2(l) + CCl4(l) (Solución: )ΔH= -68,7 Kcal) 7. Calcular la entalpía de formación del pentano líquido conociendo los datos siguientes: ΔH para la combustión del pentano líquido = -833,0 Kcal/mol ΔH para la combustión del carbono sólido = - 94,0 Kcal/mol ΔH para la formación del agua líquida = - 68,5 Kcal/mol (Solución:ΔH= - 48,0 Kcal) 8. La producción comercial del gas de agua se basa en la reacción: C (s) + H 2 O (g) H 2 (g) + CO (g) Determinar la entalpía de esta reacción sabiendo que las entalpías normales de formación del agua líquida y del monóxido de carbono son, respectivamente: -68,3 y -26,4 Kcal/mol y la entalpía de vaporización del agua es +9,7 Kcal/mol. (Solución: ΔH = +32,2 Kcal) 9. Hallar el calor latente de vaporización del agua a 25º C sabiendo que a esta temperatura el calor de formación del agua en estado vapor es de - 57,8 Kcal/mol, mientras que si el agua queda en estado líquido, el calor de formación es de - 68,3 Kcal/mol. (Solución: 10,5 Kcal/mol.) 10. En una serie de experiencias se determina que el n-octano posee una entalpía de formación de - 60,3 Kcal/mol, que este parámetro para el CO 2 vale - 94,0 Kcal/mol, y que para el vapor de agua vale - 57,8 Kcal/mol, A partir de estos datos determínese la entalpía de la reacción de combustión completa de dicho hidrocarburo. (Solución: -1.212 Kcal/mol 3 ) 11. Calcular la entalpía de reacción de la disociación de PCI 5 en PCl 3 y Cl 2 sabiendo que la entalpías de formación del PCl 5 = -95,35 Kcal/mol y la del PCl 3 = -73,22 Kcal/mol. (Solución: + 22,13 Kcal/mol.) 12. Calcular la entalpía de reacción del siguiente proceso: 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) ; conociendo los calores de formación del NO ºHf = -21,6 Kcal/mol) y del NO 2 (g) ºHf = -8,03 Kcal/mol). (Solución: + 27,1 Kcal/mol) Guía de ejercicios: Cálculo de Entalpía ..:: Nury Arancibia Cifuentes ::..
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Nombre: ______________________________Curso: Fecha :____/_____/_____ Profesora: Nury Arancibia
ENERGÍA DE ENLACE1. Calcula la entalpía de hidrogenación del etileno para formar
etano, según la reacción:CH2=CH2 + H2 CH3–CH3 a partir de los datos de la tablaadjunta. (Solución: –131 kJ)
2. A partir de las entalpías de enlace determinar el valor aproximado de la entalpía para la reacción dehidrogenación del acetileno(etino) a etano. Los valores de las entalpías de enlace son:H-H = +104 ; C-H = +99 ; C-C = +83 ; C≡C = +199 Kcal/mol. (Solución: ) H= -72 Kcal/mol)
3. Determinar la entalpía de combustión del n-octano, conociendo las energías de enlace siguientes:C - C 83 Kcal/mol ; C-H: 99 Kcal/mol ; C=O: 173 Kcal/mol ; O-H: 111 Kcal/mol ; O=O : 117 Kcal/mol.Compárese el valor obtenido, con el hallado experimentalmente, que es de 1.303 Kcal/mol.¿Existe mucha diferencia? Obsérvese que en los cálculos con energías de enlace, se debe suponer que talesenergías de enlace son aditivas. (Solución: ΔH = -940 Kcal/mol)
4. La molécula de nitrógeno es particularmente estable. Conociendo las energías de enlace en Kcal/mol deN≡N (225), de N-H (93), de H-H (104) y de N-N (38), calcular la entalpía de la hipotética reacción dehidrogenación del N2 para dar H2N-NH2 (hidrazina). (Solución: +23 Kcal/mol)
ENTALPÍA DE FORMACIÓN5. Las entalpías de formación de los compuestos: FeS2, Fe2O3, ambos sólidos y del SO2 gas son
respectivamente -35,50; -198,50; y -70,90 Kcal/mol. Calcular la entalpía de reacción para la tostación de lapirita, que transcurre según la reacción:4 FeS2 (s) + 11 O2(g)8 SO2(g) + 2 Fe2O3(s) (Solución: ΔH= -822,36 Kcal)
6. Las entalpías normales de formación para los compuestos: CS2, S2Cl2 y CCl4 todos ellos en estado líquido sonrespectivamente +21,0; -14,4 y -33,3 Kcal/mol. Determinar la entalpía de la reacción:CS2(l) + 3 Cl2(g) S2Cl2(l) + CCl4(l) (Solución: ) ΔH= -68,7 Kcal)
7. Calcular la entalpía de formación del pentano líquido conociendo los datos siguientes:ΔH para la combustión del pentano líquido = -833,0 Kcal/molΔH para la combustión del carbono sólido = - 94,0 Kcal/molΔH para la formación del agua líquida = - 68,5 Kcal/mol (Solución:ΔH= - 48,0 Kcal)
8. La producción comercial del gas de agua se basa en la reacción: C (s) + H2O (g) H2 (g)+ CO (g)Determinar la entalpía de esta reacción sabiendo que las entalpías normales de formación del agua líquida ydel monóxido de carbono son, respectivamente: -68,3 y -26,4 Kcal/mol y la entalpía de vaporización del aguaes +9,7 Kcal/mol. (Solución: ΔH = +32,2 Kcal)
9. Hallar el calor latente de vaporización del agua a 25º C sabiendo que a esta temperatura el calor de formacióndel agua en estado vapor es de - 57,8 Kcal/mol, mientras que si el agua queda en estado líquido, el calor deformación es de - 68,3 Kcal/mol. (Solución: 10,5 Kcal/mol.)
10. En una serie de experiencias se determina que el n-octano posee una entalpía de formación de - 60,3Kcal/mol, que este parámetro para el CO 2 vale - 94,0 Kcal/mol, y que para el vapor de agua vale - 57,8Kcal/mol, A partir de estos datos determínese la entalpía de la reacción de combustión completa de dichohidrocarburo. (Solución: -1.212 Kcal/mol3)
11. Calcular la entalpía de reacción de la disociación de PCI 5 en PCl 3 y Cl 2 sabiendo que la entalpías deformación del PCl 5 = -95,35 Kcal/mol y la del PCl 3 = -73,22 Kcal/mol. (Solución: + 22,13 Kcal/mol.)
12. Calcular la entalpía de reacción del siguiente proceso:2 NO(g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g) ;conociendo los calores de formación del NO ºHf = -21,6 Kcal/mol) y del NO 2 (g) ºHf = -8,03 Kcal/mol).(Solución: + 27,1 Kcal/mol)
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LEY DE HESS13. Se conocen las siguientes entalpías de reacción:
I 2 (g) + H 2 (g) 2HI (aq) ΔH = - 26,8 KcalI 2 (g) + H 2 (g) 2HI (g) ΔH = - 0,80 Kcal ;I 2 (s) + H 2 (g) 2HI (g) ΔH = 12,0 KcalA partir de estos datos determine el calor de sublimación del I 2 (Solución: 12,8 Kcal/mol)
14. Tomando como base las ecuaciones termoquímicas a 25°C que se indican a continuación, calcular la entalpíade formación del ácido nitroso (HNO2(aq))en disolución acuosa que se indica con el subíndice (aq):a) NH4NO2(s) N 2(s) + 2 H2O (l) ΔH = - 71,80 Kcalb) 2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) ΔH = -136,00 Kcalc) N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(aq) ΔH = - 40,80 Kcald) NH3(aq) + HNO2(aq) NH4NO2(aq) ΔH = -9,10 Kcale) NH4NO2(s) NH4NO2(aq) ΔH = + 4,75 Kcal (Solución: H= -29,95 Kcal)
15. Calcular el calor que se produce cuando un mol de Na+ gaseoso se combina con un mol de Cl- tambiéngaseoso para formar un mol de cloruro de sodio sólido, sabiendo que:a) Na(s) + ½ Cl2(g)NaCl(s) ) ΔH = - 98,2 Kcalb) Na(s) Na(g) ) ΔH = + 26,0 Kcalc) Na(g) Na+ (g) + 1 e- ΔH = +120,0 Kcald) Cl2(g) 2 Cl(g) ΔH = + 58,0 Kcale) Cl-(g)Cl (g) + 1 e- ΔH = + 87,3 Kcal (Solución: ) ΔH= - 185,92 Kcal)
16. Determinar la entalpía de formación del hidróxido de potasio a partir de los datos siguientes:a) K(s) + H2O(l) KOH(aq) + ½ H2 (g); Δ H = -48,0 Kcalb) H2 (g) + ½ O2 (g) H2O (l) Δ H = -68,3 Kcalc) KOH (s) KOH (aq) Δ H = -14,0 Kcal (Solución: ) H= -102,3 Kcal/mol)
17. Calcular la entalpía de formación del Ca(OH) 2 (s), a partir de los siguientes datos:H 2 (g) + ½ O 2 (g) H2O (l) ΔH = - 68,3 Kcal/molCaO (S) + H2O (l) Ca(OH) 2 (s) ΔH = - 15,3 Kcal/molCa (s) + ½ O 2 (g) Ca0 (s) ΔH = - 151,8 Kcal/mol (Solución: -235,4 Kcal/mol.)
18. A. 298ºK y 1 atm. el calor de combustión del azúcar: C6H12O6(s) es de 3,74 Kcal/mol y el calor de combustióndel alcohol C2H5OH (l), es de 7,11 Kcal/mol. Calcular el calor producido en la reacción de fermentación de laglucosa, que ocurre según el proceso:C6H12O6(l) 2 C2H5OH(I) + 2 CO2(g) (Solución: ΔH = -10,48 Kcal)
19. La entalpía de formación del metanol, en estado líquido, es - 57,02 Kcal/mol. Si el metanol queda en estadovapor, la entalpía de formación es entonces - 48,08 Kcal/mol. Con estos datos, calcular la entalpía devaporización del metanol a 25º C. (Los datos están dados a 25º C.) (Solución: ΔH= 8,94Kcal/mol)
20. Determinar el calor de formación del monóxido de carbono, a partir de sus elementos, conociendo lasentalpías de reacción a 25º C de los siguientes procesos:C (s) + O 2 (g) CO 2 (g) ; ΔH = -94,05 Kcal/molCO (g) + ½ O 2 (g) CO 2 (g) ; ΔH = - 67,63 Kcal/mol (Solución: ΔH = - 26,42 Kcal/mol)
21. El calor de formación del NO2 (g), a partir de sus elementos, a 25º C, es ΔHf = + 8,09 Kcal/mol. Por otra parte,el calor de formación del N2O4 (g) a partir de sus elementos, a 25º C, es ΔHf = +2,31 Kcal/mol. Calcúlese laentalpía de reacción para la disociación del N 2O4 (g) en NO2 (g) (Sol. ΔH = 13,87 Kcal/mol)
APLICACIÓN.22. La descomposición de óxido de mercurio(II) llevada a cabo por Priestley se representa mediante la ecuación:
2 HgO (s) 2 Hg (l) + O2 (g) ΔH = + 43,4 Kcala) ¿Qué cantidad de calor debe absorberse para descomponer un gramo de HgO?.b) ¿Qué cantidad de calor debe absorberse para formar 0,100 g de oxígeno?.c) Calcular la entalpía molar de formación del óxido de mercurio(II) a partir de estos datos.(Solución: a)1,10 Kcal ; b) 135,6 cal ; c) ΔH= -21,7 Kcal/mol)
23. El etanol puede ser oxidado en atmósfera de oxígeno, para dar ácido acético y agua. Calcúlese la entalpía dedicha reacción, sabiendo que en la combustión de 10 g de etanol se desprenden 71,3 Kcal, mientras que en lacombustión de 10 g de ácido acético se desprenden 34,7 Kcal. (Sol: 120,0 Kcal/mol).
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