BLOC 7 Problemes

PROBLEMES DE QUÍMICA I FONAMENTS DE QUÍMICA.
FACULTAT DE CIÈNCIES
UNIVERSITAT DE GIRONA

CURS 2015-2016
TEMA 7

Tema 7. Termodinàmica i Equilibri químic
Tema 7.1 Principis de la Termodinàmica. Termoquímica
Treball, calor i energia interna
7.1.1

Calcula quin treball realitza un mol de gas ideal que ocupa 1 L en expandir-se fins
a 3 L contra la pressió externa indicada en cadascun dels casossegüents:
a) 0 atm (expansió contra el buit).
b) 1 atm.

7.1.2

Calcula quin treball desenvolupa un glaçó de gel de 10 g quan es fon a 1 atm de
pressió i a 0 oC. En les condicions esmentades de pressió i temperatura, la
densitat del gel és de 0.92 g cm-3 i la de l'aigua líquida és d'1.00 g cm-3.

7.1.3

En el cas anterior, calcula quina ha estat la variació d'energia interna del sistema.
Se sap que elcalor latent de fusió del gel és de 80 cal g-1.

Llei de Hess
7.1.4

Calcula l'entalpia de formació estàndard, ∆H0 f,298 , de la cianamida sòlida, CH 2 N 2 ,
si es coneixen les dades següents:
Procés
∆H0 298 (kJ mol-1)
-393.5
C (grafit) + O 2(g) → CO 2(g)
1
-285.9
H 2(g) + / 2 O 2(g) → H 2 O (l)
3
-741.4
CH 2 N 2(s) + / 2 O 2(g) → CO 2(g) + N 2(g) + H 2O (l)

7.1.5

Calcula l'entalpia de la següentreacció:
1
CO ( g ) + O 2 ( g ) 
→ CO 2 ( g )
2
a partir de les següents dades:
Procés
C (grafit) + O 2(g) → CO 2(g)
C (grafit) + ½ O 2(g) → CO (g)

7.1.6

∆H0 298 (kJ mol-1)
-393.51
-110.54

Els propel.lents per aerosols gairebé sempre són clorofluorometans, com per
exemple el freó-11 (CFCl3 ) i el freó-12 (CF 2 Cl 2 ). S'ha suggerit que l'ús continuat
d'aquests materials destrueix la capad'ozó estratosfèrica. En l'estratosfera els
CFC absorbeixen energia d'alta radiació i produeixen àtoms de clor que tenen un
efecte catalític en l'eliminació de l'ozó segons les següents reaccions:
Procés
O 3 + Cl → O 2 + ClO
ClO + O → O 2 + Cl

∆H0 298 (kJ mol-1)
-30
-64

Calculeu ∆H per a la reacció total d'eliminació de l'ozó.

PROBLEMES DE QUÍMICA I FONAMENTS DE QUÍMICA.
FACULTAT DE CIÈNCIESUNIVERSITAT DE GIRONA

7.1.7

CURS 2015-2016
TEMA 7

Calculeu ∆H per a la transformació del diamant en grafit coneixent les següents
reaccions termoquímiques:
Procés
C (diamant) + O 2(g) → CO 2(g)
C (grafit) + O 2(g) → CO 2(g)

∆H0 298 (cal mol-1)
-94500
-94050

Entalpies de formació (Compte amb les unitats)
Podeu utilitzar les dades que trobareu a la Taula 1 adjunta.
7.1.8

Calculeu l'entalpia deformació del Ca(OH) 2(s) coneixent:
CaO (s) + H 2O (l) → Ca(OH) 2(s)

7.1.9

∆Ho 298.15 =-15.3 kcal

Calculeu ∆Ho f, 298.15 pel CH 2 Cl 2(g) a partir de les següents dades:
CH 2 Cl 2(g) + O 2(g) → CO 2(g) + 2 HCl (g) ∆Ho=-450 kJ

Entalpies d’enllaç
7.1.10 Calculeu els valors de les energies d'enllaç N=O (a partir del HNO), N-Cl (a partir
del NOCl) i N-Br (a partir del BrNO) utilitzant les següentsdades i les taules de les
energies dels altres enllaços que trobareu a la Taula 2.
∆H0 f,298 (HNO)=99.6kJ/mol; ∆H0 f,298 (ClNO)=51.7kJ/mol; ∆H0 f,298 (BrNO)=82.1kJ/mol
Energia lliure de Gibbs
7.1.11 La síntesi de l’amoníac té lloc segons la reacció:
N 2(g) + 3H 2(g) ↔ 2NH3(g)
a) Calculeu ∆G a 25oC i 1 atm sabent que ∆Go f (NH 3 )=-16.6kJ/mol i ∆Go f (N 2)=
∆Go f (H 2 )=0
b) Aquesta reacció enaquestes condicions està desplaçada cap a productes? És a
dir en l’equilibri hi ha més productes que reactius?
c) Quin és el valor de ∆G de la reacció inversa?
7.1.12 Les molècules de N 2 i O 2 constitueixen el 99% de l’aire no contaminat. Avalueu
∆Go per a la següent reacció:
N 2(g) + O 2(g) ↔ 2NO (g)
Aquesta reacció en condicions estàndard està desplaçada cap a productes?
Dades: ∆Go f (NO)=86.57kJ/mol; ∆Go f (N 2)=0; ∆Go f (O 2)=0

PROBLEMES DE QUÍMICA I FONAMENTS DE QUÍMICA.
FACULTAT DE CIÈNCIES
UNIVERSITAT DE GIRONA

CURS 2015-2016
TEMA 7

Energia lliure de Gibbs i l’estat d’equilibri
7.1.13 Calculeu la temperatura a la qual cap de les formes de l'estany (la cúbica i
tetragonal) està termodinàmicament afaborida: Sn (cúbic) ↔ Sn (tetragonal) ∆H0=2.1
kJ/mol i ∆S0 =7.2 J/mol K. Suposeu que...