H = -142,3 KJ/mol H = 495,0 KJ/mol H = -304,1KJ/mol 9..Cual es el calor normal molar de formación de un mol del compuesto interhalogenado ICl(g)?

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1 ESCET. Universidad Rey Juan Carlos Seminarios 5-8 (SOLUCIONES) Fundamentos de Química, 1º ingeniería Técnica Industrial Seminario 5º 1. Qué cantidad de calor se desprenderá a 25 º C al quemar 10 l de hidrógeno en condiciones normales? Suponer que el agua formada a) se encuentra en estado vapor b) se condensa. H o f para H 2 O(g) y H 2 O(l) son respectivamente 57,8 y 68,32 Kcal. a) -25,8 Kcal b) -30,5 Kcal 2. La reacción neta que tiene lugar en la fotosíntesis de las plantas es: 6CO 2 (g) + 6H 2 O(g) C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) H o = 2803 KJ Determina la entalpía estándar de formación de la glucosa C 6 H 12 O 6 a 298K. H o f(c 6 H 12 O 6 (s))= La combustión de 1mol de propano proporciona 530,57 Kcal. Calcular el peso de propano que habría que quemar para calentar 5l de agua desde 25 a 100 º C. Suponer el rendimiento del proceso del 100% y que la densidad del agua es 1g/ml. Calor especifico del agua 1,00 cal/g. o C = 31,2 g 4. En una bomba calorimétrica (a volumen constante) se queman 19,2g de Naftaleno C 10 H 8 sólido en oxígeno gaseoso, formándose dióxido de carbono gaseosos y agua liquida. El calor desprendido a 25 o C es de KJ. Calcula la entalpía de combustión del Naftaleno. (R= 8,3144 J mol -1 K -1 ). =-4720KJ 5. Se deja penetrar un gas ideal reversible e isotermicamente (A temperatura constante) en un línea de vacío Qué afirmación es correcta? 1) W=0, E =Q >0 2) W=P V, E=0, Q=-P V<0 3) E=0 Q=-W >0 4) W=0 Q=0 E=0 la expresión 4 es correcta. 6. El termino adiabático describe un proceso en el que no hay transferencia de calor entre el sistema y sus alrededores. Esta condición se puede cumplir si el sistema está bien aislado o si el proceso tiene lugar rápidamente. Para este tipo se procesos se puede deducir: 1)Q = +W 2) Q=0 3) E =Q 5) P V=0 la expresión 2 es correcta 7. Una muestra de etanol se quemó en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorifica se determino que era 2,71 KJ/ o C. La temperatura del agua (3Kg) aumento desde 24,284 º C a 26,225 º C. Determinar la Variación de energía interna por gramo de etanol para la reacción, después en KJ/mol. Calor especifico del agua = 4,184J/g. o C Ε = Q V = -29,62 KJ/g de etanol Ε = = -1,365 KJ/mol de etanol 8. Calcular la variación de entalpía para la reacción: NO(g) + O(g) NO 2 (g) Conociendo la siguiente información NO(g) + O 3 (g) NO 2 (g) + O 2 (g) H = -198,9 KJ/mol O 3 (g) 3/2 O 2 (g) H = -142,3 KJ/mol O 2 (g) 2O(g) H = 495,0 KJ/mol H = -304,1KJ/mol 9..Cual es el calor normal molar de formación de un mol del compuesto interhalogenado ICl(g)? H o Cl 2 (g) 2Cl(g) 57,9 Kcal/mol I 2 (g) 2I(g) 36,1 Kcal/mol ICl(g) I(g) + Cl(g) 50,5 Kcal/mol H o Sublimación[I 2 (s)]=15,0 Kcal/mol H o f = 4,0 Kcal/mol 10. Calcular la entalpía de formación del tricloruro de aluminio a partir de las siguientes reacciones.

2 1) 2Al(s) + 6HCl(ac) 2AlCl 3 (ac) + 3H 2 H 1 =-1061,7Kj 2) H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl(g) H 2 =-183,9Kj 3) HCl(g) HCl(ac) H 3 =-73,2Kj 4) AlCl 3 (s) AlCl 3 (ac) H 4 =-325,6Kj H f = -700,7 Kj 11. Predice el signo de la variación de la entropía en las siguientes reacciones y procesos: a) I 2 (s) I 2 (g) aumenta (+) b) 6CO 2 (g) + 6H 2 O(g) C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) disminuye (-) c) Disolución de NaCl(s) en agua aumenta (+) d) CH 3 CH 2 OH(g) + 3 O 2 (g) 2CO 2 (g) + 3 H 2 O(l) disminuye (-) e) H 2 O(l) H 2 O(g) aumenta (+) 12. Se mide en una bomba calorimétrica la cantidad de calor absorbida cuando el CO 2 gas reacciona con CaO sólido para forma CaCO 3 sólido (es decir, a volumen constante), los datos obtenidos proporcionan una medida directa de: 1) E 2) H 3)V P 4) G 5) El trabajo la respuesta correcta es Cuántas calorias son necesarias convertir 10 g de hielo a 15 º C en vapor de agua a 110 º C? Los calores especificos de hielo, agua líquida y vapor de agua son 0,50, 1,00 y 0,50 cal/g. o C respectivamente. El calor de fusión del agua es de 79,72 cal/g y el calor de vaporización es 536,7 cal/g. = 7290 cal 14. Estimar el intervalo de temperatura para el que la reacción siguiente en estado normal es espontanea. SiO 2 (s) + 2C(grafito) + 2Cl 2 (g) SiCl 4 (g) + 2CO(g) H o f SiCl4(g) = -657 KJ/mol H o f CO(g) = -110,52 H o f SiO2 = -910,9 S o SiCl4 = 330,6 J/molK S o CO = 197,6 S o Cl2(g) = 233 S o C = 5,74 S o SiO2 = 41,84 = 145K Seminario 6º 1.-El dióxido de azufre SO 2 tiene muchas aplicaciones: para la conservación de carnes, vino y cerveza; como un agente de blanqueo para productos alimenticios, en la industrial del papel, etc. Considerando los dos equilibrios gaseosos en los que participa el SO 2 y las correspondientes constantes de equilibrio a 25 o C. Qué relación existe entre los valores de las constantes de equilibrio? K 2 =1/K En un recipiente previamente evacuado de 1litros se introducen dos moles de NH 3 gas que se disocia a temperatura elevada. En el equilibrio queda 1mol de NH 3 gaseoso Cuánto vale Kc? 2NH 3 (g) N 2 (g) + 3H 2 (g) Kc=[H 2 ] 3 [N 2 ]/[NH 3 ] 2 = 1,6875 mol 2.l Se hace reaccionar una disolución de ácido acético con una concentración 9 moles/l con etanol a la misma concentración. A 25 o C la concentración en equilibrio para el ester obtenido es de 6mol/l. Calcular a)la constante de equilibrio a esa temperatura, b)a partir de la constante de equilibrio calcular los moles/l de éster etílico que se formarán cuando se alcanza el equilibrio a partir de una mezcla inicial en la que existen 2 moles/l de ácido ácetico y 1mol/l de alcohol, c) Repetir el apartado b si además existe 1mol/l de agua. K=4 b). [CH 3 COOCH 2 CH 3 ]=0,84 mol/l formados c) [CH 3 COOCH 2 CH 3 ]=0,74 mol/l formados

3 4.-Calcular la constante de equilibrio de un electrolito débil ionizado al 40% en una disolución acuosa 0,1M de dicho electrólito. Calcular el grado de ionización en ese mismo electrolito en una disolución acuosa 0,02M a la misma temperatura. K= 2, , α=0,66 5.-La constante de equilibrio Kc para la reacción: N 2 (g) + O 2 (g) 2NO(g) es 8, a 2200 o K; si 2 moles de N 2 y 1mol de O 2 se introducen en un recipiente de 2l y se calienta a 2200 o k, calcular los moles de cada una de las especies en equilibrio: x=4, moles 6.- A 450 o C la Kc para el equilibrio: H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) es 50,9 En que proporción han de mezclarse los gases H 2 e I 2 para que a esta temperatura reaccione el 60% en volumen del H 2 presente? %volumen H 2 =60% %volumen O 2 =40% 7.-El cloruro de amonio se disocia a 317 o C según la reacción: NH 4 Cl(s) HCl(g) + NH 3 (g) La presión de disociación del NH4Cl a esta temperatura es de 400 torr. Cuál es la presión total en el equilibrio, cuando en un recipiente cerrado se introduce junto con NH4Cl sólido en exceso, HCl gaseoso a 500 torr? La presión total en equilibrio será PT= 640,4 torr 8.- Para aumentar el rendimiento de H 2 en la reacción entre C(s) y H 2 O(g) se utiliza una reacción adicional denominada reacción de desplazamiento agua-gas: CO(g) y H 2 O(g) H 2 (g) + CO 2 (g) Kc = 1,00 a aproximadamente 1100 o K. Se reunen las siguientes cantidades de sustancias y se hacen reaccionar a esta temperatura, 1,00 mol de CO, 1mol de H 2 O, 2,00 moles de CO 2 y 2,00 mol de H 2.Cuando se alcanza el equilibrio y en comparación con las cantidades iniciales. De que sustancia habrá una mayor cantidad? Qc=, 4Puesto que Qc > kc la reacción neta es hacia la izquierda. 9.- Indica como influye cada uno de los siguientes cambios sobre el grado de disociación del PCl 5 para el siguiente equilibrio. La entalpia normal de reacción es de H o 298=92,6KJ PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) a) Adición de un catalizador, b) disminución del volumen del recipiente c) Adición de gas cloro a presión constante, d) aumento de la temperatura e) adición de gas nitrógeno a presión constante f) adición de gas nitrógeno a volumen constante. a) no influye, b) desplaza el equilibrio hacia la izquierda... c) desplaza el equilibrio hacia la izquierda.. d) se desplaza hacia la derecha. e) Desplaza el equilibrio hacia la izquierda. f) no afecta a la situación de equilibrio 10.- Predecir el efecto que produce un descenso de la temperatura en las cantidades de reactivos y productos en las siguientes reacciones. (a) C 2 H 2 (g) + H 2 O(g) CH 3 CHO(g) H rxn = -151 kj se desplaza hacia la derecha. (b) CH 3 CH 2 OH(l) +O 2 (g) CH 3 CO 2 H(l) + H 2 O(g) H rxn = kj se desplaza hacia la izquierda (c) C 2 H 4 (g) + O 2 (g) 2CH 3 CHO(g) H rxn <0 se desplaza hacia la derecha, NaCl(s) NaCl(aq) H rxn >0 izquierda.

4 11.- Se añade plata sólida a una disolución con las siguiente concentraciones iniciales [Ag + ]=0,200M, [Fe 2+ ]=0,100M, [Fe 3+ ]=0,300M. Tiene lugar la siguiente reacción reversible: Ag + (ac) + Fe 2+ (ac) Ag(s) + Fe 3+ (ac) Kc=2,98 Cuáles son las concentraciones de los iones cuando se establece el equilibrio? [Fe 3+ ]en equilibrio=0,300-0,11=0,19m [Fe 2+ ]eq=0,100+0,11=0,21m [Ag + ]eq=0,200+0,11=0,31m 12.-En una muestra en la que se ha hecho el vacío se introduce una muestra de PCl 5 y se deja que se disocie: PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) Si la fracción de moléculas de PCl 5 que se disocia se representa como α y la presión total del gas es P, demuestre que: α se denomina grado de disociación. Consideramos 1 mol de PCl 5 inicialmente: 2 α P Kp = 1 α Inicio 1,00 PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) En equilibrio (1-α) α α Número total de moles=(1-α)+α+α=1+α Fracción molar (1-α)/1+α α/1+α α/1+α Puesto que Kp=P Cl2.P PCl3 /P PCl5 = [X Cl2 P][X PCl3 P]/[X PCl5 P] Kp=(α/1+α P) 2 /(1-α)/1+α P=α 2 P/(1+α)(1-α)== α 2 P/1-α A una temperatura dada y presión de 6,135 atm la reacción: C (s) + CO 2 (g) 2CO 2 (g) se encuentra en equilibrio conteniendo un 30% de dioxido de carbono. Calcular a) La constante Kp del equilibrio; b) la composición de la mezcla gaseosa bajo una presión de 12,0 atm. 2 a) Kp=10, b)59% CO y 41%CO Las entalpías libres estándar de formación de CO(g) y de COCl 2 (g) son 137,1 KJ/mol y 210KJ/mol respectivamente. Calcular la constante K eq para el equilibrio que se indica a continuación a 25 o C. COCl 2 (g) CO(g) + Cl 2 (g) lnkp=-29,52 Kp=e -29,52 =1, Seminario 7b 1. Cuál de estos compuestos es la base más fuerte? a)s 2- b)hso - 3 c)hso 2-3 d)hs - El sulfuro S Cuál de los siguientes compuestos son sustancias anfóteras? a) HSO 4 b)h 2 PO - 4 c) H 2 O d) NH 3 H 2 PO - 4, H 2 O 3.- Cuál es el valor de K a para una disolución 0,10 M de ácido peryodico, con un ph de 1.42? K a =2.3 x Calcular la concentración de ion fluoruro y el ph de una solución que contiene 0,10 moles de HCl y 0,20moles de HF en 1litro de disolución.(ka(hf)=6, ) X=1, M=[F - ] [H + ]=0,10+1, ,10 ph=1 5.-Para una disolución de H 3 PO 4 3M calcular ph, [HPO 2-4 ][H 2 PO - 4 ][PO 3-4 ]. Ka 1 =7,1.10-3, Ka 2 =6,3.10-8, Ka 3 =4, X=[H + ]=0,14M =[H 2 PO - 4 ] PH = 0,85 [H 2 PO - 4 ]=6, [PO 3-4 ] = 1, Cuál es el ph de una disolución reguladora que se prepara disolviendo 25,5g de acetato de sodio en un volumen de suficiente de ácido acético 0,550M para obtener 500ml de la disolución? PM(NaAc) = 82,04 Ka=1, PH= -log(1, ) = 4,80

5 7. Qué masa de acetato de sodio debe disolverse en 0,300l de ácido acético 0,25M para obtener una disolución de ph=5,09? [Ac - ]=1, ,25M /8, = 0,56M g= 0,56 mol/l 82,04g/mol 0,300l=13,78g 8. Se prepara una disolución amortiguadora adicionando 0,300 mol de AcH y 0,300 moles de NaAc en agua suficiente para completar 1l de disolución. El ph es de 4,74. Calcular el ph de la disolución cuando: a) se añaden 0,020 moles de NaOH b) se añaden 0,020 moles de HCl a) se añade una base por tanto: ph=4,80 b) Se añade un ácido por tanto ph=4,70 9. Calcular las concentraciones de las especies H 2 S, HS -, S 2- y H + en una disolución de H 2 S 0,10 M Cuál es el porcentaje de disociación en cada una de las etapas? x=[h + ]=[HS - ]=1, ph=3,99 [H 2 S] = 0,10-1, ,10M [S 2- ]= El porcentaje de disociación en la primera etapa: 1, /0, = 0,105% En la segunda etapa /1, = 9, % 10. Una disolución de C 6 H 5 NH 3 Cl está hidrolizada al 1,52%. Calcular el ph de la misma Cuál es la concentración inicial de cloruro de anilinio en la disolución? Kb=4, Puesto que el valor de Kh es muy pequeño C-x C x = [H + ]= 1, ph= 2,82 C =0, Se tienen 0,500l de una disolución amortiguadora de AcH 0,200M y NaAc 0,200M. Calcular la variación que sufrira el ph si se añaden 50 ml de disolución de HCl 0,050M. ph = 4,75 inicial [ H + ]=1, M ph = 4, Calcular las concentraciones de iones presentes en una disolución 0,100M de Fe(NO 3 ) 3. Se supone que en el equilibrio la especie que se forma es Fe(OH) 2+. La constante de disociación de esta especie es de 1, NO 3- =0,300 7x=[H + ]=[Fe(OH) 2+ ]=2, ph=1,62 [Fe 3+ ]=0,100-2, =7, M 13. Construir la curvas de valoración obtenidas al valorar a) 50ml de HCl 0,10M con NaOH 0,10M. Se realizan las siguientes adiciones de NaOH 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 46, 47, 48, 49,50, 51, 52, 53, 54, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100ml. NaOH ml Disolución ml [H + ] ph 0, ,10 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00

6 50 (p equiv) 100 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,52 b) 25ml de disolución de ácido acético 0,100M con NaOH 0,050M. Adiciones realizadas de NaOH(ml) 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 46, 47, 48, 49,50, 51, 52, 53, 54, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100ml. NaOH ml Disolución ml ph 0, , , , , , , , , , , , , , ,44 50 (Punto equiv) 75 8, , , , , , , , , , ,15

7 , , , , Cuánto aumenta el porcentjae de [ H 3 O + ] cuando el ph de la sangre disminuye de 7.4 a 7.3? 25% Indicar cual es el ácido más fuerte, justificando la respuesta en función de la estructura. a) HClO 2 ó HClO b) H 2 CO 3 ó HNO 2 c) H 2 SiO 3 ó H 3 PO 4 Seminario 8º 1.-Ajustar las siguientes reacciones redox. H 2 S+ MnO - 4 S(s) + Mn 2+ disolución ácida 5H 2 S+ 2MnO H + 5S(s) + 2Mn 2+ +8H 2 O Cr 2 O NO 2 Cr 3+ + NO 3- disolución básica Cr 2 O NO H 2 O 3Cr 3+ + NO OH - CN - + MnO - 4 (ac) CNO - + MnO 2 (s) don básica 3CN - (ac) + 2MnO - 4 (ac) + H 2 O 3CNO - + MnO 2 (s) + 2OH - Al + NO - 2 Al(OH) NH 3 2Al + 5H 2 O + NaNO 2 + NaOH 2AlNa(OH) 4 + NH 3 2.-Una forma de limpiar monedas de cobre parcialmente oxidado en una excavación arqueológica consiste en colgar el objeto de un hilo de cobre unido al polo negativo de una bateria, sumergirlo en un disolución de NaOH al 2,5% e introducir en la disolución un electrodo de grafito unido al terminal positivo Cuál es la reacción que tiene lugar en la moneda? 1-Cu Cu e - 2-Cu Cu + + e - 3-Cu e - Cu 4-2H 2 O O 2 + 4H + + 4e - 5-O 2 + 4H + + 4e - 2H 2 O La reducción tiene lugar en el cátodo, El proceso de reducción es por tanto el Una disolución de ácido nítrico contiene 17,25g de ácido por litro. Qué volumen de la misma se consumirá para la oxidación de 4g de sulfuro de plomo a sulfato de plomo(ii), reduciéndose el ácido nítrico a dióxido de nitrógeno? Ajustar la reacción por el método del ion-electrón. Peso atómico N=14, O=16, S=32, Pb=207, 2 H=1 V(Nítrico)=0,489l 4.- Supongamos que desea mantener pura una disolución que contiene iones Fe 2+ y en particular libre de iones Fe 3+ formados por oxidación con el O 2 atmosférico Qué procedimiento es recomendable? a) Añadir Ag + b) Añadir Zn 2+ c)añadir Ag d)añadir Zn e) Añadir Fe O 2 + 4H + +4e - 2H 2 O E o =1,229V El oxígeno atmosferico puede actuar como oxidante. Fe Fe e - E o =0,41V 2Fe e - 2Fe 2+ E o =0,77V Proceso global: Fe + 2Fe 3+ 3Fe 2+ E o =1,18 Puesto que el potencial de celda es positivo el proceso es favorable, añadiendo un clavo de hierro a la disolución evitamos el proceso de oxidación. 5.- Calcular el potencial de la siguiente celda: Cu/Cu 2+ (0,020M)//Ag + (0,0200M)/Ag Ecelda= 0,41volt 6.- Calcular el potencial de la siguiente celda e indicar si el galvánica o electrolítica Pt/UO 2+ 2 (0,0150M),U 4+ (0,200M),H + (0,0300M)//Fe 2+ (0,0100M),Fe 3+ (0,0250M)/Pt Ecelda= 0,674 El signo es positivo significa que la celda es galvánica. 7.- Calcula la fem de la pila: Hg 2+ + Hg Hg 2+ 2 y la constante de equilibrio de la reacción. Ecelda= 0,132, K=1,70x10 2

8 8.-En un alcoholímetro, utilizado para medir el grado de alcoholemia,se relaciona la cantidad de etanol en una muestra con la cantidad de corriente electrica producida por una celda de combustible etanoloxígeno, en la que tiene lugar la siguiente reacción: CH 3 CH 2 OH + 3O 2 2CO 2 + 3H 2 O Determinar a) El potencial estandar de celda y b) un valor de potencial estándar de electrodo para la reducción de dióxido de carbono a etanol. a)e o celda= 1,151V b) E o (CO 2 /EtOH)=0,078V 9.-Calcular la masa de aluminio que se produce en 1hora por electrolísis de AlCl 3 fundido si la corriente electrica es de 10,0A. 3,36g 10.-Calcular la cantidad de Kwh de electricidad que se requiere para producir 1000Kg de aluminio por electrolísis de AlCl 3 si el potencial externo que se aplica es de 4,50V. 1,34x10 4 kw/h 11.-Suponga que una batería de plomo totalmente cargada contiene 1,5l de ácido sulfúrico 5,00M Cuál será la concentración de ácido sulfúrico en la batería después de obtener una corriente de 2,50A durnate 6h? 4,63M 12.-Se prepara una disolución reguladora 1,00M en NaH 2 PO 4 y 1,00M en Na 2 HPO 4.La disolución se divide en dos repartiéndola entre los compartimentos de una celda electrolítica. Los electrodos utilizados son de Pt. Suponga que solo se produce la electrólisis del agua, si se pasa una corriente de 1,25A durante 212minutos Cuál será el ph en cada compartimento al finalizar la electrólisis? Ka1= 7,1.10-3, Ka2= 6,3.10-8, Ka1= 4, Ánodo: ph=6,9, Cátodo: ph=7, Qué sucedería si un canalón de hierro se fijase en una construcción con clavos de aluminio? Cátodo Fe e - Fe(s) Ánodo Al(s) Al 3+ (l)+ 3e - El canalón está por tanto protegido en las cercanías del clavo porque el hierro actúa como cátodo. Sin embargo, si el clavo se corroe el canalón terminaría por caerse. 15.-La suciedad de la plata es principalmente Ag 2 S con un potencial de reducción: Ag 2 S + e - Ag + S 2- E o =-0,691 Un método utilizado para limpiar plata consiste en poner el objeto que se desea limpiar en contacto con una placa metálica de aluminio dentro de un recipiente al que se añade agua caliente y NaHCO 3 cubriendo por completo el objeto, al poco tiempo se inicia la eliminación de la suciedad de la cuchara. Qué reacción se produce? Cuál es la misión del NaHCO 3? La propaganda del producto afirma que no intervienen productos químicos y que el producto nunca necesitará ser reemplazado Son ciertas estas afirmaciones? 3Ag 2 S + Al Al Ag + 3S 2- E o = E o (cátodo)-e o (ándo)=-0,691-(-1,66)= 0,969V hidrogenocarbonato=electrólito. Hay productos químicos implicados y la placa de aluminio se consume si bien es cierto que con una perdida de masa muy pequeña.