A que se debe los Problemes en la Termodinàmica

QUÍMICA                                UNITAT 2.                        2n Batxillerat

TERMODINÀMICA

1. En cremar 1,35 g de glucosa (C6H12O6 (s)) a la pressió constant d’1 atm i 298 K, s’alliberen 21,06 kJ en forma de calor.

1. Escriviu la reacció de combustió de la glucosa.            [0,5 punts]
2. Calculeu l’entalpia de la reacció i indiqueu si és exotèrmica o endotèrmica.                                                            [0,5 punts]
3. La variació d’entropia estàndard de la reacció de combustió d’un mol de glucosa és igual a 259 J · K-1. Justifiqueu si la combustió de la glucosa és una reacció espontània en condicions estàndard.

         [1 punt]

Dades:

Masses atòmiques: H: 1; C:12; O:16.

1. La composició en volum d’un combustible és 64% metà i 36% età. Calculeu a 25 ºC i 1,01 · 105 Pa:

1. El volum d’aire (20% O2, 80% N2) necessari per cremar 1 m3 de combustible.                                                                 [1 punt]
2. La calor que es desprèn per m3 de combustible.                 [1 punt]

Dades:

Entalpies de formació a 25 ºC expressades en kJ/mol: H2O(g): -241,8; CO2(g): -393,51; metà(g): -74,85; età(g): -84,67; Constant dels gasos: 8,31 J · K-1 · mol-1.

1. L’equació termoquímica corresponent a la reacció de neutralització en una dissolució aquosa és:

H+ (aq) + OH– (aq) → H2O (l)                 ΔH0 = –54 kJ · mol–1

a) Trobeu quina quantitat de calor correspon a la neutralització de 25 cm3 d’àcid clorhídric 2 M amb 25 cm3 d’hidròxid de sodi 2 M.   [0,5 punts]

b) La dissolució s’escalfarà o es refredarà?                             [0,5 punts]

c) Si la massa de la dissolució anterior és de 52 g i estava a 20 °C, calculeu la temperatura final de la dissolució.                                  [1 punt]

Dada: capacitat calorífica de l’aigua: 4,18 J · g–1K–1

1. L’acetilè (C2H2) s’obté fent reaccionar el carbur de calci (CaC2) amb aigua, segons la reacció:

CaC2 (s) + 2 H2O (l) → C2H2 (g) + Ca(OH)2 (s),

en la qual es desprenen 270,7 kJ per mol de CaC2.

a) Trobeu l’entalpia de formació de l’acetilè.                            [0,5 punts]

b) Escriviu la reacció de combustió de l’acetilè i determineu la variació d’entalpia estàndard per a aquesta reacció.                                 [1 punt]

c) Calculeu la calor que es desprèn quan es crema l’acetilè obtingut a partir de 6,4 g de carbur de calci.                                     [0,5 punts]

Dades: masses atòmiques: H = 1; C = 12; O = 16; Ca = 40

1. El clorat de potassi es descompon en clorur de potassi i oxigen. Les entalpies estàndard de formació del clorur de potassi i el clorat de potassi a 25 ºC són , respectivament, -437 kJ · mol-1 i -398 kJ · mol-1.

1. Escriviu la reacció corresponent a la descomposició.            [0,5 punts]
2. Calculeu la variació d’entalpia de la reacció i indiqueu si aquesta és exotèrmica o endotèrmica.                                    [0,5 punts]
3. Raoneu quin serà el signe de la variació d’entropia estàndard de la reacció.                                                            [0,5 punts]
4. Justifiqueu si la reacció serà o no espontània en condicions estàndard.                                                            [0,5 punts]

1. El diòxid de sofre és un dels gasos que s’emeten com a conseqüència de la combustió d’hidrocarburs fòssils. Per reacció amb l’oxigen atmosfèric pot transformar-se en triòxid de sofre (gas).

1. Si les entalpies estàndard de formació de diòxid de sofre i del triòxid de sofre són, respectivament, -297 i -395 kJ · mol-1, calculeu la variació d’entalpia corresponent a aquesta reacció. És un procés exotèrmic o endotèrmic?                            [0,5 punts]
2. Calculeu la variació d’energia interna a 25 ºC d’aquest procés.

         [1 punt]

1. Trobeu la quantitat de calor intercanviada a pressió constant quan es formen 30 litres de triòxid de sofre, mesurats a 25 ºC i 1 atm.

    [0,5 punts]

Dades: Constant dels gasos: 0,082 atm · L · K-1 · mol-1, 8,31 J · K-1 · mol-1.

1. La hidrazina (N2H4) reacciona amb el peròxid d’hidrogen (H2O2) segons l’equació:

N2H4 (l) + 2 H2O2 (l)  →  N2 (g) + 4 H2O (l)

1. A partir dels valors de la taula següent, calculeu la variació d’entalpia estàndard i la variació d’entropia estàndard del procés a 25 ºC.                                                                         [1 punt]

...