Problemas de termodinamica. 2 bachillerato

1. Problemas de Termodinámica
1)
La reacción, 2Cl2O (g) → 2Cl2 (g) + O2 Hreac = -161 KJ, se supone que es:
Espontánea a cualquier temperatura
Espontánea a temperaturas bajas, pero no espontánea a temperaturas
altas
No espontánea a cualquier temperatura
Espontánea a temperaturas altas
Consejo: Debes buscar información sobre qué le pasa a la entropía de un sistema
cuando en una reacción química se producen mayor número de moléculas en
comparación con las que reaccionan.
2)
En una gran obra de ingeniería un operario necesita soldar dos planchas de
aluminio (para ello la zona a soldar tiene que fundirse). Para ello tiene un soplete de
acetileno. La combustión del acetileno produce CO2 (g), H2O (g) y energía:
C2H2 (g) + 5/2 O2 (g)→ 2CO2 (g) + H2O (g)
Hreac
Suponiendo que la masa de aluminio que hay que soldar es de 500 g y que toda la
energía liberada en la reacción se usa para calentar el aluminio (no hay ningún tipo de
pérdida de energía a los alrededores), calcular la cantidad de acetileno (en masa) que
es necesario utilizar para soldar las dos planchas.
Datos: Entalpías estándar de formación: acetileno (226.7 KJmol-1), O2 (0 KJmol-1), CO2 (393.5 KJmol-1), H2O (-241.8 KJmol-1). Punto de fusión del Al: 660 °C. Capacidad
calorífica del Al: Cp = 24.2 Jmol-1K-1. Temperatura ambiente: 25 °C
Consejo: Se necesita calcular la entalpía de reacción usando la ley de Hess (consultar
apuntes)
3)
Cuando se añade 1,00 kg de plomo a 100,0 ºC (Cp = 0,13 J·g-1·°C-1) a cierta
cantidad de agua a 28,5 °C, la temperatura final de la mezcla plomo-agua es de 35,2 °C.
¿Qué masa de agua hay? (Cp = 4,18 J/g·°C)

2. 4)
¿Qué cantidad de calor se desprenderá a 25 °C al oxidar 10 litros de hidrógeno
en condiciones normales? Suponer que el agua formada a) se encuentra en estado
vapor b) se encuentra en estado líquido. H°f para H2O(g) y H2O(l) son,
respectivamente, –241,60 y –285,58 kJ/mol. H°f para H2 (g) y O2 (g) son 0 kJ/mol en
ambos casos.
Consejo: Necesitarás escribir la reacción de oxidación (combustión) del hidrógeno y
ajustarla.
5)
¿Cuántos julios son necesarios para convertir 10 g de hielo a –15 °C en vapor de
agua a 110 C? Los calores específicos de hielo, agua líquida y vapor de agua son 2,09,
4,18 y 2,09 J/g °C, respectivamente. El calor de fusión del agua es de 333,23 J/g y el
calor de vaporización es 2243,4 J/g.
Nota: Debes investigar que ocurre energéticamente en un cambio de fase.
6)
Sabiendo lo que pasa energéticamente en un cambio de fase (consulta el
problema anterior) calcular de forma más exacta cuánto calor hay que aplicar al
aluminio del problema 2 para soldarlo y por tanto qué cantidad de acetileno hay que
usar. Dato: Entalpía de fusión del aluminio = 10.8 KJ/mol