PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA ALUMNOS DE BACHILLERATO LOE

Transcripción

1 Sabiendo que los calores de combustión de C (s ), H (g) y CH 3 COOH (l) son 393,3, 85,8 y 870,7 kj mol, respectivamente, calcula el calor de formación a presión constante del ácido acético. Teniendo en cuenta estos datos termodinámicos: será un compuesto estable?; qué datos se necesitan para saber si la reacción es espontánea? Qué datos se necesitan para conocer su velocidad? Murcia Sea la reacción de formación del monóxido de ni trógeno. Calcula el cambio de entropía del sistema y la temperatura a la que el sistema estará en equilibrio. A partir de qué temperatura será espontánea? DATOS: H o NO = 90,8 kj mol ; S o para NO, N y O son 0,4, 90,7 y 04,8 J mol K, respectivamente. Murcia Dadas las entalpías de formación siguientes: CO (g): 393,5 kj mol ; H O (l): 85,5 kj mol y C 4 H 0 (g): 4,7 kj mol : a) Escribe las reacciones a las que se refieren estos datos. b) Calcula el calor de combustión del C 4 H 0 (g). Murcia La energía de activación para la reacc ión A + B C + D es de 35 kj mol -- - inversa la energía de activación es de 50 kj.mol. Justificar si la reacción es endotérmica. Para la reacción exotérmica o Murcia La variación de energía libre de Gibbs indica que la combustión del papel es espontánea a temperatura ambiente. Sin embargo, experimentalmente no se observa esta combustión espontánea. Indica lo que significa esto en términos termodinámicos. Puede ser negativa la variación de entropía en una reacción química espontánea? Razona la respuesta. Murcia Calcula la energía necesaria para preparar 3 kg de óxido de calcio a partir de la descomposición d el carbonato cálcico en dióxido de carbono y óxido de calcio. DATOS: H o f en kj mol : CO (g) = 393,5; CaCO 3 (s) = 06,; CaO (s) = 635,6; A r (Ca) = 40 u; A r (O) = 6 u. Murcia Se obtiene cloruro de hidrógeno a partir de la reacción: H (g) + Cl (g) HCl (g) H = 84,4 kj. Calcula: a) La energía que se desprende para producir 00 kg de cloruro de hidrógeno. b) La entalpía del enlace H Cl, si las entalpías de enlace H H y Cl Cl son 435 y 43 kj. mol respectivamente. DATOS: A r (Cl) = 35,5 u; A r (H) = u. Murcia Calcula el valor de H o para la reacción 3 CH 4 C 3 H 8 + H sabiendo que las energías de enlace C H, C C y H H son 99, 83 y 04 kcal mol. Murcia Mediante la fotosíntesis se transforman dióxido de carbono y agua en hidratos de carbono, como la glucosa, obteniéndose la energía necesaria de la luz del sol. A partir de los siguientes datos tomados a 5 º C y atm: CO (g) H O (g) C 6 H O 6 (s) O (g) H o f (kj mol ) 393,5 85,5 73,5 0 S o (J mol K ) 3,6 69,9, 05 para la reacción CO (g) + H O (g) C 6 H O 6 (s) + O (g), responde a las siguientes cuestiones: a) Calcula la energía solar mínima para formar 9 g de glucosa. b) Se trata de un proceso espontáneo a 98 K? Razona y justifica la respuesta. DATOS: A r (C) = u; A r (O) = 6 u; A r (H) = u. Murcia

2 Para la reacción C (s) + H O (g) CO (g) + H (g): a) Calcula la entalpía estándar e indica si se trata de un proceso endotérmico. b) Calcula el cambio de entropía y la energía libre a 98 K. Indica si se trata de un proceso espontáneo a esa temperatura. c) La combustión de los productos de reacción conduce a la formación de CO y H O. Escribe estas reacciones de combustión y calcula la energía desprendida en la combustión de 00 L de estos productos medidos a 98 K y atm de presión. DATOS: R = 0,08 atm.l.mol.k ; H o (kj.mol ): C (s) = 0; H O (g) = 4,6; CO (g) = 393,7; CO (g) = 0,5; H O (l) = 85,8; H = 0; S o (J mol K ): C (s) = 43,5; H O (g) = 88,7; CO (g) =3,6; CO (g) =97,5; H O (l) =69,9; H =30,6. Murcia Para una reacción química A (g) + B (g) AB (g). a) Calcula el intervalo de temperatura en el que la reacción es espontánea si: H = 70 kj y S = 40 J K. b) Calcula la temperatura a la que se alcanza el equilibrio si H = 70 kj y S = 40 J K. c) Qué significan los signos de H y S. Murcia Dadas las entalpías estándar de formación a 5 º C del CO, 393,5 kj.mol y del SO, 96, kj. mol y la de combustión CS (l) + 3 O (g) CO (g) + SO (g) H o = 07 kj, calcular: a) La entalpía estándar de formación del disulfuro de carbono a la temperatura dada. b) El calor que, a 5 º C y en las condiciones estándar de presión, se debe aportar para la síntesis de,5 kg de disulfuro de carbono DATOS: A r (C) = u; A r (S) = 3 u. Murcia Considera la formación del N O 5 (g) mediante la reacción: NO (g) + O (g) N O 5 (g) con un H o = 55, kj y S o = 7 J mol K, teniendo además en cuenta los datos de la tabla adjunta: Sustancia Valor H o f NO (g) 33, kj mol S o NO (g) 39,7 J mol K Calcula: S o O (g) 05, J mol K a) H o f del N O 5 (g). b) S o de N O 5 (g). c) G o de la reacción. Es espontánea la reacción en estas condiciones? Razona la respuesta. Murcia Para la reacción: HNO 3 (aq) + C (s) CO (g) + NO (g) + H O (l). a) Ajusta la reacción, en forma molecular, por el método del ión-electrón. b) A Partir de los datos de la tabla adjunta determina si el proceso es espontáneo en condiciones estándar. Sustancia HNO 3 (aq) C (s) CO (g) NO (g) H O (l) H o f (kj mol ) 07,36 393,5 33,84 85,8 S o (J K mol ) 46,4 5,74 3,74 40,06 69,9 A partir de los siguientes datos calcula: H o f (C 3 H 8 ) = 03,9 kj mol, H o f (CO ) = 393,5 kj.mol, H o f (H O) = 85,8 kj mol. a) La entalpía estándar de la combustión del propano. b) Los kg de propano necesarios para evaporar 00 L de agua a 00 ºC si el calor de vaporización del agua, a atm y a 00 ºC es de 40,5 kj mol. Supón que la densidad del agua es g cm 3. c) La masa de CO emitida a la atmósfera por la combustión de una tonelada de propano. DATOS: A r (H) = u; A r (C) = u; A r (O) = 6 u. Murcia

3 El siguiente gráfico corresponde a la reacción A + B C + D realizada a presión constante. Indica sobre la misma: Energía de activación de la reacción directa, inversa, energía del complejo acti vado y H. Deduce si se trata de un proceso endotérmico o exotérmico. H reactivos sentido de la reacción productos El calor de combustión del ácido acético, CH COOH, es 874 kj.mol 3. Sabiendo que las entalpías de formación estándar del CO (g) y H O (l) son, respectivamente, 393,3 y 85,6 kj mol : a) Calcula la entalpía estándar de formación del ácido acético. b) Determina qué producirá más calor, la combustión de Kg de carbono o la de Kg de ácido acético. DATOS: A r (C) = u; A r (O) = 6 u; A r (H) = u. a) Calcula la entalpía estándar de formación a partir de los siguientes datos: () C 3 H 8 (g) + 5 O (g) 3 CO (g) + 4 H O (l) H o =.9,9 kj mol ; () C (grafito) + O (g) CO (g) H o = 393,5 kj mol ; (3) H (g) + O (g) H O (l) H o = 85,8 kj mol. 3 C (grafito) + 4 H (g) C 3 H 8 (g) H o =? b) Indica en que ley se basa para hacer dicho cálculo y defínela. c) Justifica si la reacción de formación de propano será o no espontánea a cualquier temperatura. Murcia Teniendo en cuenta los siguientes datos termodinámicos a 98 K, justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: H o f (kj mol ) G o f (kj mol ) NO (g) 90,5 86,57 NO (g) 33,8 5,3 a) La formación de NO a partir de N y O en condiciones estándar es un proceso endotérmico. b) La oxidación de NO a NO en condiciones estándar es un proceso exotérmico. c) La oxidación de NO a NO en condiciones estándar es un proceso espontáneo. Teniendo en cuenta la siguiente tabla referente a) Cuál es la reacción más rápida? b) Cuál o cuáles son espontáneas? c) Cuál es la reacción más endotérmica?. a reacciones del tipo A + B C + D. Justifica: E activación G o f (kj mol ) H o f (kj mol ) I 90,7 0,5 II 0,5 0,8 50,6 III,5 00,3 85,4 El calor de combustión del ácido acético, CH 3 COOH, es 874 kj mol. Sabiendo que las entalpías de formación estándar del CO (g) y H O (l) son, respectivamente, 393,3 y 85,6 kj mol : a) Calcula la entalpía estándar de formación del ácido acético. b) Determina qué producirá más calor, la combustión de Kg de carbono o la de Kg de ácido acético. DATOS: A r (C) = u; A r (O) = 6 u; A r (H) = u.

4 Teniendo en cuenta los siguientes datos termodin ámicos a 98 K, justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: H o f (kj mol ) G o f (kj mol ) NO (g) 90,5 86,57 NO (g) 33,8 5,3 a) La formación de NO a partir de N y O en condiciones estándar es un proceso endodérmico. b) La oxidación de NO a NO en condiciones estándar es un proceso exotérmico. c) La oxidación de NO a NO Teniendo en cuenta la siguiente tabla referente a reacciones del tipo A + B C + D. Justifica: E activación G o f (kj mol ) H o f (kj mol ) I 90,7 0,5 II 0,5 0,8 50,6 III,5 00,3 85,4 a) Cuál es la reacción más rápida? b) Cuál o cuáles son espontáneas? c) Cuál es la reacción más endotérmica?. a) Calcular la entalpía estándar de formación a partir de los siguientes datos: () C 3 H 8 (g) + 5 O (g) 3 CO (g) + 4 H O (l) H o =.9,9 kj mol ; () C (grafito) + O (g) CO (g) H o = 393,5 kj mol ; (3) H (g) + O (g) H O (l) H o = 85,8 kj mol. 3 C (grafito) + 4 H (g) C 3 H 8 (g) H o =? b) Indica en que ley se basa para hacer dicho cálculo y defínela. c) Justifica si la reacción de formación de propano será o no espontánea a cualquier temperatura. Murcia Teniendo en cuenta los siguientes datos termodinámicos a 98 K, justifica si las afirmaciones que siguen son verdaderas o falsas: H o f (kj mol ) G o f (kj mol ) NO (g) 90,5 86,57 NO (g) 33,8 5,3 a) La formación de NO a partir de N y O en condiciones estándar es un proceso endodérmico. b) La oxidación de NO a NO en condiciones estándar es un proceso exotérmico. c) La oxidación de NO a NO en condiciones estándar es un proceso espontáneo. Murcia, 00 Teniendo en cuenta la siguiente tabla referente a reacciones del tipo A + B C + D. Justifica: E activación G o f (kj mol ) H o f (kj mol ) I 90,7 0,5 II 0,5 0,8 50,6 III,5 00,3 85,4 a) Cuál es la reacción más rápida? b) Cuál o cuáles son espontáneas? c) Cuál es la reacción más endotérmica? Murcia, 00

5 La entalpía estándar de formación del propano es 83,8 kj. mol, la del CO 393,5 kj.mol y la del agua líquida 85,8 kj mol. Calcula: a) La entalpía de combustión del propano. b) El volumen de aire en condiciones normales que se n ecesita para quemar Kg del mismo. c) La masa de propano necesaria para calentar 50 ml de agua, de densidad g ml, desde 5 ºC hasta 50 ºC si la capacidad calorífica del agua es 4,8 kj Kg K. DATOS: Composición del aire % de oxígeno. Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones termoquímicas: () CO (g) + / O (g) CO (g) H = 83,0 KJ () CH 3 OH (g) + 3/ O (g) CO (g) + H O (l) H = 764,4 kj (3) H (g) + / O (g) H O (l) H = 85,8 KJ a) Calcule la variación de entalpía de la reacción de síntesis de metanol: CO (g) + H (g) CH 3 OH (g). b) Determine la cantidad de calor puesta en juego en la síntesis de Kg de metanol, Es un proceso endotérmico? c) Cuál será el signo de S para la reacción de síntesis de metanol? Será espontánea a cualquier temperatura? Murcia, 0 El etano se puede obtener por hidrogenación de eteno: CH = CH (g) + H (g) CH 3 CH 3 (g) Hº= 37 kj mol. a) Calcule la entalpía del enlace C = C si las energías de enlace C C, H H, C H son respectivamente 346, 39 y 43 kj.mol. b) Calcule la masa de etano formada a partir de 0 L de C H 4 y 5 L de H medidos en condiciones estándar. Cuál es el calor desprendido? Murcia, 0 Murcia, 00.- La glucosa es un azúcar de masa molecular 80 que contiene C, H y O. a) Calcula la fórmula molecular de la glucosa si la combustión completa de,8 g de la misma producen,64 g de CO y,08 g de H O. b) Calcula la entalpía estándar de combustión de la glucosa si las entalpías estándares de formación de la glucosa, dióxido de carbono y agua son 03,6 kj mol, 393,5 kj mol y -84,7 kj mol respectivamente. Murcia, Sept 0 Sabiendo que las entalpías de combustión del etano (g) y eteno (g) son:.559,7 y.40,9 kj mol respectivamente, y que las entalpías de formación del agua (l) y dióxido de carbono (g) son 85,8 y 393,5 kj mol, respectivamente: a) Calcula las entalpías de formación del etano y eteno. b) La variación de entalpía para el proceso: C H 4 (g) + H (g) C H 6 (g). c) Para el proceso anterior la variación de entropía es de 0,6 J K. Razona sobre la espontaneidad del proceso. Murcia, Junio 0 La sacarosa, CH O, es uno de los alimentos más consumidos. Cuando reacciona con O se forma CO y H O desprendiendo 348,9 kj mol a presión atmosférica. El torrente sanguíneo absorbe, en promedio, 6 moles de O en 4 horas. Con esta cantidad de oxígeno: a) Cuántos gramos de sacarosa pueden reaccionar al día? b) Cuántos kj se producirán en la combustión? Murcia, Sept 0

6 Considera el siguiente diagrama de energía correspondiente a A (g) B (g) + C (g). Justifica: a) El signo de H y si el proceso será espontáneo a temperaturas elevadas. b) La posible causa de la diferencia entre las dos cur Para cuál de ellas la reacción transcurre a más velocidad? E Murcia, Junio 03 a) Calcula la entalpía estándar de formación de la hidracina líquida, N H 4, a partir de Justifique si las siguientes afirmaciones, acerca de una reacción para la que son verdaderas o falsas: a) Es un equilibrio a dicha temperatura. b) Será espontánea a temperaturas mayores de 5 ºC. Sentido de la reacción los siguientes datos. () / N (g) + O (g) NO (g); H o = 33,8 KJ () H (g) + / O (g) H O (g); H o = 4,8 KJ (3) N H 4 (l) + 3 O (g) NO (g) + H O (g); H o 3 = 467,8 KJ b) Calcula la variación de entalpía estándar de la reacción: N H 4 (l) + H O (l) N (g) + 4 H O (g) si H f º(H O ) = 87,8 KJ mol. c) Determina hasta qué temperatura se calentarán 00 L de agua, que inicialmente se encuentran a 5 ºC, con el calor desprendido en la reacción de L de hidracina y la suficiente cantidad de H O. DATOS: A r (H) = u; A r (N) = 4 u; A r (O) =6 u; d(h O)=,00 g/cm 3 ; d(n H 4 ) =,0 g/cm 3 ; calor específico del agua = 4,87 J/g ºC. Murcia, Junio 03 H o > 0, Sº>0, y Gº>0 a 5 ºC, Murcia, Sept 03 La nitroglicerina C 3H 5(NO 3) 3, descompone según la ecuación: 4 C 3 H 5(NO 3) 3 (l) CO (g) + 0 H O (g) + O (g) + 6 N (g) H o = kj a) Calcule la entalpía de formación estándar de la nitroglicerina. b) Calcule el calor desprendido cuando se descomponen 00 g de nitroglicerina. H o f : (CO ) = -393'5 kj/mol; (H O (g)) = -4'8 kj/mol Murcia, Sept 03 Considera la reacción química C (s) + H (g) CH 4 (g). a) Calcula su variación de entalpía estándar sabiendo que la entalpía de sublimación del carbono es igual a 77 kj mol, y la entalpía estándar de formación de CH 4 es igual a 75 kj mol. Justifica si la reacción es exotérmica o endotérmica. b) Calcula su variación de energía interna a 5 ºC. Murcia, Junio 04 Sabiendo que la entalpía estándar de formación del tolueno (C 6 H 5 - CH 3 ) líquido, del CO y del agua es,95, - 94,05 y - 68,3 kcal/mol, respectivamente, calcule: a. La entalpía de combustión del tolueno líquido. b. La energía desprendida en la combustión completa de 50 g de tolueno. Los calores de combustión bajo condiciones estándar de eteno (C H 4 ), carbono (para producir CO -409, -393,6 y -86 kj/mol, respectivamente. A partir de estos datos: a. Calcule la entalpía de formación estándar del eteno. Murcia, Sept 04 ) e hidrógeno son b. Justifique si la reacción de formación del eteno será espontánea bajo determinadas condiciones de temperatura Murcia, Junio 05 La energía de activación correspondiente a la reacción A + B C + D es de 44, kj/mol, mientras que para la reacción inversa es igual a 30,5 kj/mol: a. Dibuje de forma detallada un diagrama entálpico que represente la reacción directa b. Calcule la variación de entalpía de la reacción inversa, e indique razonadamente si es exotérmica o endotérmica c. Dibuje un diagrama entálpico donde represente el efecto de un catalizador positivo Murcia, Sept 05

7 Sabiendo que la entalpía de combustión del carbono para producir CO es igual a kj/mol: a. Calcule la energía liberada en la producción de 50 g de CO si el rendimiento es del 45%. b. Indique cómo afectaría al equilibrio de combustión del carbono: i) un aumento de la temperatura del sistema y ii) un aumento en la presión del sistema. Datos: Masas atómicas: C=, O=6 g/mol. Murcia, Sept 05