PROBLEMA TERMOQUÍMICA

PAU

TQM - 16

El aluminio es un agente eficiente para la reducción de óxidos metálicos. Un ejemplo de ello es la reducción del óxido de hierro (III), Fe2O3 a hierro metálico según la reacción:

Calcula:a) El calor desprendido en la reducción de 100 g de Fe2O3 a 298oK.b) La variación de energía libre de Gibbs a 298oK. ¿Es espontánea la reacción a esa

temperatura?

DATOS: ΔHfo[ Fe2O3 (s)]= -821’37 kJ.mol-1 ; ΔHf

o[ Al2O3 (s)]= - 1666’25 kJ.mol-1 ;Sf

o[Fe2O3 (s) ]= 90 J.mol-1.oK-1 ; Sfo[ Al2O3 (s)]= 51 J.mol-1.oK ; Sf

o[Al(s) ]= 28’3 J.mol-1.oK-1 ; Sf

o[ Fe(S)]= 27’2 J.mol-1.oK-1 ; Masas: Fe = 55’85 ; O = 16

Fe2O3 (s) + 2 Al (s) Al2O3 (s) + 2 Fe (s)

TQM - 17

a) Calcula la variación de entalpía de la reacción

a partir de los siguientes datos

b) Calcula el calor puesto en juego cuando 11’3 litros de H2 (g) a 1 atm y OoC hidrogenan la correspondiente cantidad de etileno.

C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g)

C2H4 (g) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 2 H2O(l) ΔHo = -1386’09 kJ.mol-1

C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O(l) ΔHo = -1539’9 kJ.mol-1

ΔHfo[ H2O(l)]= -285’8 kJ.mol-1

TQM - 18

a) Determina la ΔHcombustión a 298oK del 1-propanol ; b) Define entalpía de formación y de reacción.

DATOS: ΔHo enlace C – C : 348 kJ/mol ; ΔHo enlace C – H : 413 kJ/mol ; ΔHo enlace C – O : 358 kJ/mol ; ΔHo enlace C = O (en el CO2) : 804 kJ/mol ;ΔHo enlace O = O : 498 ; ΔHo enlace O – H : 463 kJ/mol ;

TQM - 19

Calcula para el proceso:

a) La entalpía de reacción en condiciones estándar.b) La cantidad de calor que se desprende al reaccionar 16 g de Fe2O3 con la cantidad

de aluminio suficiente si el rendimiento de la reacción es del 72 %.c) La masa de óxido de aluminio obtenido en la reacción del apartado anterior en las

misma condiciones.

DATOS:

Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Fe

2 Al + 3/2 O2 Al2O3 ΔHo = -1672 kJ.mol-1

2 Fe + 3/2 O2 Fe2O3 ΔHo = -836 kJ.mol-1

Masas atómicas: Fe = 56 ; O = 16 ; Al = 27

TQM - 20

A 25oC, la variación de energía libre de Gibbs para la reacción de oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono

Vale -257’19 kJ.mol-1. Teniendo en cuenta que las entalpías estándar de formación del monóxido de carbono y del dióxido de carbono son -110’52 y -393’51 kJ.mol-1, respectivamente, calcula: a) La entalpía de la reacción de oxidación a 25oC. b) La variación de entropía de la reacción a esa misma temperatura.

CO(g) + ½ O2 (g) CO2 (g)

www.profesorjano.org

www.profesorjano.com

profesorjano@gmail.com