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TEMA 4 TERMOQUÍMICA Junio 2003
4.- Sabiendo que los calores de formación a 298 K del butano (C4H10), dióxido de carbono y agua, son -125 Kj/mol, -393 Kj/mol y -242 Kj/mol respectivamente, calcular: a) La entalpía de combustión del butano haciendo uso de la ley de Hess. (1,3 puntos). b) La variación de energía interna que acompaña al proceso. (0,7 puntos). Dato: R = 8,413.10-3 Kj/mol. K.Respuesta: a) Como nos piden la entalpía de combustión del butano, la reacción correspondiente a la combustión es: C4H10 (g) + 13/2 O2 (g) → 4 CO2 (g) + 5 H2O (l)

Para poder calcularla haremos uso de las reacciones que nos indican y aplicaremos la ley de Hess. Las reacciones que nos dan son: 4 C (s) + 5 H2 (g) → C (s ) + O2 (g) H2 (g) + ½ O2 (g) → → C4H10 (g) CO2 (g) H2O (l) ∆H1 = -125 kJ/mol ∆H2 =-393 kJ/mol ∆H3 = - 242 kJ/mol

Para aplicar la Ley de Hess primero habrá que invertir el sentido de la primera reacción, multiplicar la segunda por 4 y la tercera por 5, quedándonos: 4 C (s) + 5 H2 (g) → 4 C (s ) + 4 O2 (g) 5 H2 (g) + 5/2 O2 (g) → C4H10 (g) 4 CO2 (g) ∆H1 = 125 kJ/mol ∆H2 = - 1572 kJ/mol ∆H3 = - 1210 kJ/mol ∆Hcombustión = - 2657 kJ/mol .

→ 5 H2O (l)

C4H10 (g) + 13/2 O2 (g) →4 CO2 (g) + 5 H2O (l)

b) Para poder calcular la energía interna del proceso, hacemos uso de la expresión que relación la entalpía con la energía interna: ∆H = ∆U + ∆n x R x T (Qp = Qv + ∆n x R x T); ∆n = 4 – (1 + 13/2) = - 3,5. Sustituyendo valores, tendremos que: - 2657 = ∆U + (-3,5) x (8,413.10-3) x (298) = ∆U – 8,77 ∆U = - 2657 + 8,77 = - 2648,23 kJ/mol.

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.- Responder a las siguientes cuestiones: a) Explicar razonadamente como variará con la temperatura la espontaneidad de una reacción en la que ∆Ho< 0 y ∆So>0, suponiendo que ambas magnitudes no varían con la temperatura. b) Explicar en que consiste el Efecto Invernadero. Respuesta:

a) El criterio de espontaneidad de una reacción viene dado por el valor de la energía libre de Gibbs,cuya relación con la entalpía y la entropía viene dada por la siguiente ecuación: ∆Go = ∆Ho - Tx∆So Nos dicen que la reacción es exotérmica (∆Ho < 0) y que tiene lugar con un aumento de la entropía (∆So > 0), en consecuencia en la ecuación anterior tenemos que el primer término es negativo y mientras que el otro término que viene dado por Tx∆So será positivo pero como esta restando el resultadofinal dará siempre negativo, es decir, cualquiera que sea la temperatura decir, la reacción será siempre espontánea. b) EFECTO INVERNADERO.- Es un fenómeno natural por el cual la Tierra experimenta un calentamiento debido a su atmósfera. Algunos gases permiten que la radiación solar pase a través de la atmósfera y calienten la superficie terrestre evitando que la radiación que refleja la Tierra seescape al espacio. Esto hace que la atmósfera y también la Tierra se mantengan calientes, ∆Go < 0, es

contribuyendo a la existencia de vida sobre nuestro Planeta. El aumento desproporcionado de gases por la polución , ha hecho que el efecto invernadero haya ido en aumento, lo que nos lleva al incremento constante de la temperatura de la Tierra. Estos gases invernadero (CO2, vapor de agua, CH4,etc.) absorben radiación en el Infrarrojo y son transparentes a las radiaciones de mayor energía (UV y visible) que llegan a la Tierra procedentes de la radiación solar, pero absorben gran parte de la radiación infrarroja reflejada por la superficie terrestre, desprendiendo energía y aumentando así la temperatura del planeta. --------- ooo0ooo ---------

Reserva 2003
5.- Uno de los componentesdel humo del tabaco es el agente cancerígeno llamado benzo(a)pireno. Se pide: a) Calcular el calor de formación del benzo(a)pireno (C20H12) haciendo uso de la ley de Hess y sabiendo que los calores de formación del dióxido de carbono y del agua son respectivamente -393 Kj/mol y -242 Kj/mol. El calor de combustión del benzo(a)pireno es de -12.535 Kj/mol. (1,3 puntos). b) Si al fumar una caja de...
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