PAUTermo

Química P.A.U.

TERMOQUÍMICA

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TERMOQUÍMICA
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PROBLEMAS

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TERMOQUÍMICA

1.

El naftaleno (C10H8) es un compuesto aromático sólido que se vende para combatir la polilla. La
combustión completa de este compuesto para producir CO2(g) y H2O(l) a 25 °C y 1 atm
(101,3 kPa) desprende 5154 kJ·mol-1.
a) Escribe las reacciones de formación del naftaleno y la reacción de combustión.
b) Calcula laentalpia estándar de formación del naftaleno e interprete su signo.
Datos: ∆Hf°(CO2(g)) = -393,5 kJ·mol-1; ∆Hf°(H2O(l)) = -285,8 kJ·mol-1
(P.A.U. Jun. 14)

Rta.: b) ∆Hfº(C10H8) = 75,8 kJ/mol C10H8
Datos

Cifras significativas: 4

C10H8(s) + 12 O2(g) → 10 CO2(g) + 4 H2O(l)

∆Hcº(C10H8) = -5154 kJ/mol

C(s) + O2(g) → CO2(g)

∆Hfº(CO2) = -393,5 kJ/mol

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)

∆Hfº(H2O) = -285,8 kJ/molIncógnitas
Entalpía de formación del naftaleno

∆Hfº(C10H8)

Ecuaciones
Ley de Hess

∆Hº = ∆HºPRODUC – ∆HºREACTIV

Solución:
a) Ecuación de combustión del naftaleno:
C10H8(s) + 12 O2(g) → 10 CO2(g) + 4 H2O(l) ∆Hcº = -5154 kJ/mol
La ecuación de combustión del carbono sólido (grafito) coincide con la ecuación de formación del CO2(g).
Ecuaciones de formación:
10 C(s) + 4 H2(g) → C10H8(s)
∆Hfº(C10H8)C(s) + O2(g) → CO2(g)
∆Hfº(CO2) = -393,5 kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)
∆Hfº(H2O) = -285,5 kJ/mol
b) Por la ley de Hess,
∆Hcº(C10H8) = 10 ∆Hfº(CO2) + 4 ∆Hfº(H2O) – (∆Hfº(C10H8) + 12 ∆Hfº(O2) )
-5154 [kJ] = (10 [mol CO2] (–393,5 [kJ/mol CO2] + 4 [mol H2O] (-285,8 [kJ/mol H2O])) – (∆Hfº(C10H8))
∆Hfº(C10H8) = 75,8 kJ/mol C10H8
El signo positivo indica que la reacción de formación es endotérmica.
2.La entalpía de formación del tolueno gas (C7H8) es de 49,95 kJ/mol y las entalpías de formación del
CO2(g) y del H2O(l) son, respectivamente, –393,14 y –285,56 kJ/mol.
a) Calcule la entalpía de combustión del tolueno, gas.
b) ¿Cuántos kJ se desprenden en la combustión completa de 23 g de tolueno?
(P.A.U. Set. 07)

Rta.: a) DHc0 = –3944,17 kJ/mol b) Q = –985 kJ

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2Datos

Cifras significativas: 5

7 C(grafito) + 4 H2(g) → C7H8(g)

∆Hfº(C7H8) = +49,95 kJ/mol

C(grafito) + O2(g) → CO2(g)

∆Hfº(CO2) = –393,14 kJ/mol

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)

∆Hfº(H2O) = –285,56 kJ/mol

Masa de tolueno

m = 23 g C7H8

Masa molar del tolueno

M(C7H8) = 92,1 g/mol

Incógnitas
Entalpía de combustión del tolueno

∆Hcº(C7H8)

Cuántos kJ se desprenden en la combustión completa de 23 gde tolueno

Q

Otros símbolos
Cantidad de sustancia (número de moles)

n

Ecuaciones
Ley de Hess

∆Hº = ∆HºPRODUC – ∆HºREACTIV

Solución:
a) Ecuación de combustión del tolueno:
C7H8(g) + 9 O2(g) → 7 CO2(g) + 4 H2O(g) ∆Hcº
Ecuaciones de formación:
7 C(grafito) +4 H2(g) → C7H8(g)
C(grafito) + O2(g) → CO2(g)
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)

∆Hfº(C7H8) = +49,95 kJ/mol
∆Hfº(CO2) = –393,14 kJ/mol
∆Hfº(H2O) =–285,56 kJ/mol

Por la ley de Hess,
∆Hcº(C7H8) = 7 ∆Hfº(CO2) + 4 ∆Hfº(H2O) – (∆Hfº(C7H8) + 9 ∆Hfº(O2) )
∆Hcº(C7H8) = (7 [mol CO2] (–393,14 [kJ/mol CO2] + 4 [mol H2O] (–285,56 [kJ/mol H2O])) – (49,95 [kJ])
∆Hcº(C7H8) = –3 944,17 kJ/mol C7H8
b) En la combustión de 23 g de tolueno se desprenden
Q=23 g C7 H 8

3.

1 mol C7 H 8 3944,17 kJ
=985 kJ
92,1 g C7 H8 1 mol C7 H 8

Para el proceso Fe2O3(s) + 2Al(s) → Al2O3(s) + 2 Fe(s), calcule:
a) La entalpía de la reacción en condiciones estándar y el calor desprendido al reaccionar 16,0 g
de Fe2O3 con la cantidad suficiente de AI.
b) La masa de óxido de aluminio que se obtiene en el apartado anterior.
Datos: ∆Hfº(Al2O3) = -1 662 kJ·mol-1; ∆Hfº(Fe2O3) = -836 kJ·mol-1
(P.A.U. Set. 12)

Rta.: a) ∆Hº = –826 kJ; Q = 82,8 kJ; b) m = 10,2 g Al2O3
DatosCifras significativas: 4

2 Al(s) + 3/2 O2(g) → Al2O3(s)

∆Hfº(Al2O3) = -1 662 kJ/mol

2 Fe(s) + 3/2 O2(g) → Fe2O3(s)

∆Hfº(Fe2O3) = -836 kJ/mol

Masa de óxido de hierro(III)

m(Fe2O3) = 16,00 g

Masa molar:

Óxido de hierro(III)

M(Fe2O3) = 159,7 g/mol

Óxido de aluminio

M(Al2O3) = 102,0 g/mol

Incógnitas

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Datos

Cifras significativas: 4

Entalpía de la...