termodinámica

Química P.A.U.

TERMOQUÍMICA

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TERMOQUÍMICA
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PROBLEMAS

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TERMOQUÍMICA

1.

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 detolueno?
(P.A.U. Set. 07)

Rta.: a) ∆Hc0 = –3944,17 kJ/mol b) Q = –985 kJ
Datos

Cifras significativas: 5

7 C (grafito) + 4 H2 (g) → C7H8 (g)

ΔHf0(C7H8) = +49,95 kJ/mol

C (grafito) + O2 (g) → CO2 (g)

ΔHf0 (CO2) = –393,14 kJ/mol

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l)

ΔHf0 (H2O) = –285,56 kJ/mol

Masa de tolueno

m = 23 g C7H8

Masa molar: C7H8

M (C7H8) = 92,1 g/mol

IncógnitasEntalpía de combustión del tolueno

ΔHc0 (C7H8)

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

Q

Otros símbolos
Cantidad de sustancia (número de moles)

n

Ecuaciones
Ley de Hess

ΔH0 = ΔH0PRODUC – ΔH0REACTIV

Solución:
a) Ecuación de combustión del tolueno:
C7H8 (g) + 9 O2 (g) → 7 CO2 (g) + 4 H2O (g) ΔHc0
Ecuaciones de formación:
7 C (grafito) +4 H2(g) → C7H8 (g)
C (grafito) + O2 (g) → CO2 (g)
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l)

ΔHf0(C7H8) = +49,95 kJ/mol
ΔHf0 (CO2) = –393,14 kJ/mol
ΔHf0 (H2O) = –285,56 kJ/mol

Por la ley de Hess,
ΔHc0 (C7H8) = 7 ΔHf0(CO2) + 4 ΔHf0(H2O) – (ΔHf0(C7H8) + 9 ΔHf0(O2) )
ΔHc0 (C7H8) = (7 [mol CO2] (–393,14 [kJ/mol CO2] + 4 [mol H2O] (–285,56 [kJ/mol H2O])) – (49,95 [kJ])
ΔHc0(C7H8) = –3 944,17 kJ/mol C7H8
b) Enla combustión de 23 g de tolueno se desprenden
Q=23[g C7 H8 ]

2.

1 [ molC7 H 8 ] 3944,17[ kJ ]
=985 kJ
92,1 [g C7 H8 ] 1[ mol C7 H8 ]

Para el proceso Fe2O3 (s) + 2 Al (s) → Al2O3 (s) + 2 Fe (s), calcule:

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a) La entalpía de la reacción en condiciones estándar y el calor desprendido al reaccionar 16,0 g
de Fe2O3 con la cantidad suficiente deAI.
b) La masa de óxido de aluminio que se obtiene en el apartado anterior.
Datos: ΔHfº (Al2O3) = -1 662 kJ·mol-1 ΔHfº (Fe2O3) = -836 kJ·mol-1
(P.A.U. Set. 12)

Rta.: a) ΔH0 = –826 kJ; Q = 82,8 kJ; b) m = 10,2 g Al2O3
Datos

Cifras significativas: 4

2 Al (s) + 3/2 O2 (g) → Al2O3 (s)

ΔHf0(Al2O3) = -1 662 kJ/mol

2 Fe (s) + 3/2 O2 (g) → Fe2O3 (s)

ΔHf0(Fe2O3) = -836 kJ/mol

Masa deFe2O3

m(Fe2O3) = 16,00 g

Masa molar:

Fe2O3

M (Fe2O3) = 159,7 g/mol

Al2O3

M (Fe2O3) = 102,0 g/mol

Incógnitas
Entalpía de la reacción

ΔH0

Calor desprendido al reaccionar 16 g de Fe2O3

Q

Masa óxido de aluminio obtenida

m(Al2O3)

Otros símbolos
Cantidad de sustancia (número de moles)

n

Ecuaciones
Ley de Hess

ΔH0 = ΔH0PRODUC – ΔH0REACTIV

Solución:a) Ecuación:
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) → Al2O3 (s) + 2 Fe (s) ΔH0
La entalpía de formación de los elementos en estado normal es nula, por definición.
Por la ley de Hess,
ΔH0 = ΔHf0(Al2O3 ) + 2 ΔHf0(Fe) – (ΔHf0(Fe2O3) + 2 ΔHf0(Al) )
ΔH0 = (– 1 662 [kJ]) – (- 836 [kJ])
ΔH0 = –826 kJ
Q=16,00 [g Fe2 O3 ]

1 [mol Fe2 O3 ]
826 kJ
=82,8 kJ
159,7[ g Fe2 O3 ] 1 mol Fe2 O3

b)
m(Al2 O3 )=16,00[ gFe 2 O 3 ]

3.

1[ mol Fe2 O3 ] 1 mol Al 2 O3 102,0[g Al 2 O3 ]
=10,2 g Al 2 O3
159,7[g Fe2 O 3 ] 1 mol Fe 2 O3 1 mol Al2 O3

La combustión del acetileno (C2H2 (g)) produce dióxido de carbono y agua.
a) Escriba la ecuación química correspondiente al proceso.
b) Calcule el calor molar de combustión del acetileno y el calor producido al quemar 1,00 kg de
acetileno.
Datos: ΔHf0 (C2H2(g))=223,75 kJ/mol; ΔHf0 (CO2(g)) = –393,5 kJ/mol; ΔHf0 (H2O(g)) = –241,8 kJ/mol
(P.A.U. Jun. 06)

Rta.: b) ΔHc0 (C2H2) = –1253 kJ/mol C2H2; Q = 4,8×107 J/kg C2H2
Datos

Cifras significativas: 4

2 C (grafito) + H2 (g) → C2H2 (g)

ΔHf0(C2H2) = +223,8 kJ/mol

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Datos

Cifras significativas: 4

C (grafito) + O2 (g) → CO2 (g)

ΔHf0 (CO2) = –393,5...