El documento trata sobre un problema de termoquímica. Explica que el aluminio puede reducir óxidos metálicos como el óxido de hierro (III). Da la reacción de reducción de Fe2O3 a hierro metálico con aluminio y pide calcular el calor desprendido en la reducción de 100g de Fe2O3 y la variación de la energía libre de Gibbs a 298K. Proporciona datos termoquímicos necesarios para los cálculos.

1. PROBLEMA TERMOQUÍMICA
PAU

2. TQM - 16
El aluminio es un agente eficiente para la reducción de óxidos metálicos. Un ejemplo
de ello es la reducción del óxido de hierro (III), Fe2O3 a hierro metálico según la
reacción:
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
Calcula:
a) El calor desprendido en la reducción de 100 g de Fe2O3 a 298oK.
b) La variación de energía libre de Gibbs a 298oK. ¿Es espontánea la reacción a esa
temperatura?
DATOS: ΔHfo[ Fe2O3 (s)]= -821’37 kJ.mol-1 ; ΔHfo[ Al2O3 (s)]= - 1666’25 kJ.mol-1 ;
Sfo[Fe2O3 (s) ]= 90 J.mol-1.oK-1 ; Sfo[ Al2O3 (s)]= 51 J.mol-1.oK ; Sfo[Al(s) ]= 28’3 J.mol-1.oK-1 ;
Sfo[ Fe(S)]= 27’2 J.mol-1.oK-1 ; Masas: Fe = 55’85 ; O = 16

4. TQM - 17
a) Calcula la variación de entalpía de la reacción
C2H4 (g) + H2 (g) C2H6 (g)
a partir de los siguientes datos
C2H4 (g) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 2 H2O(l) ΔHo = -1386’09 kJ.mol-1
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O(l) ΔHo = -1539’9 kJ.mol-1
ΔHfo[ H2O(l)]= -285’8 kJ.mol-1
b) Calcula el calor puesto en juego cuando 11’3 litros de H2 (g) a 1 atm y OoC
hidrogenan la correspondiente cantidad de etileno.

6. TQM - 18
a) Determina la ΔHcombustión a 298oK del 1-propanol ; b) Define entalpía de formación
y de reacción.
DATOS: ΔHo enlace C – C : 348 kJ/mol ; ΔHo enlace C – H : 413 kJ/mol ;
ΔHo enlace C – O : 358 kJ/mol ; ΔHo enlace C = O (en el CO2) : 804 kJ/mol ;
ΔHo enlace O = O : 498 ; ΔHo enlace O – H : 463 kJ/mol ;

8. TQM - 19
Calcula para el proceso: Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Fe
a) La entalpía de reacción en condiciones estándar.
b) La cantidad de calor que se desprende al reaccionar 16 g de Fe2O3 con la cantidad
de aluminio suficiente si el rendimiento de la reacción es del 72 %.
c) La masa de óxido de aluminio obtenido en la reacción del apartado anterior en las
misma condiciones.
DATOS:
2 Al + 3/2 O2 Al2O3 ΔHo = -1672 kJ.mol-1
2 Fe + 3/2 O2 Fe2O3 ΔHo = -836 kJ.mol-1
Masas atómicas: Fe = 56 ; O = 16 ; Al = 27

10. TQM - 20
A 25oC, la variación de energía libre de Gibbs para la reacción de oxidación del
monóxido de carbono a dióxido de carbono
CO(g) + ½ O2 (g) CO2 (g)
Vale -257’19 kJ.mol-1. Teniendo en cuenta que las entalpías estándar de formación
del monóxido de carbono y del dióxido de carbono son -110’52 y -393’51 kJ.mol-1,
respectivamente, calcula:
a) La entalpía de la reacción de oxidación a 25oC.
b) La variación de entropía de la reacción a esa misma temperatura.

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