A que se debe los Problemes en la Termodinàmica

...

- Justifiqueu si la reacció serà espontània a 25 ºC condicions estàndard. [0,5 punts]

- Aquesta reacció s’ha utilitzat de vegades en la propulsió de coets. Calculeu la quantitat d’energia produïda a partir d’1 kg d’hidrazina.

[0,5 punts]

Dades: masses atòmiques: H = 1, N = 14, O =16

- Les entalpies estàndard de formació del butà, l’aigua líquida i el diòxid de carboni són, respectivament, -124,7, -285,5 i -393,5 kJ · mol-1.

- Escriviu la reacció de combustió del butà. [0,5 punts]

- Calculeu l’entalpia estàndard de combustió del butà. [0,5 punts]

- Trobeu la quantitat d’energia calorífica que s’obté en cremar tot el butà d’una bombona. (12,5 kg). [0,5 punts]

- Si aquesta energia s’utilitza per esclafar aigua des de 10 ºC fina a 40 ºC, calculeu la quantitat d’aigua calenta que es podria obtenir.

[0,5 punts]

Dades: masses atòmiques: H = 1, C = 12

Capacitat calorífica de l’aigua: 4,18 kJ · kg-1 K-1

- Les reaccions de combustió del carboni grafit, de l’hidrogen i del metà són:

C(grafit) + O2(g) → CO2(g) ΔH° (298,15 K) = –393,5 kJ · mol–1

H2(g) + O2(g) → H2O(l) ΔH° (298,15 K) = –285,8 kJ · mol–1

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) ΔH° (298,15 K) = –890,4 kJ · mol–1

a) Calculeu l’entalpia estàndard de formació del metà a 298,15 K.

[1 punt]

b) Raoneu si la reacció de combustió del metà serà espontània o no a 298,15 K.[1 punt]

DADES:

T = 298,15 K

CH4(g)

O2(g)

CO2(g)

H2O(l)

S° / J · K–1 · mol–1

186,3

205,1

213,7

69,9

- Responeu a les qüestions següents:

a) Escalfem el gas d’un cilindre metàl·lic vertical dotat d’un pistó de 3 kN de pes i el pistó es desplaça 20 cm. Considerant que la calor absorbida pel gas ha estat de 40 J, calculeu la variació d’energia interna del gas. [0,5 punts]

b) Quin significat físic té l’energia interna d’un sistema? [0,5 punts]

c) Què vol dir que l’energia interna és una funció d’estat? [0,5 punts]

d) Es pot determinar l’energia interna d’un sistema? Raoneu la resposta. [0,5 punts]

[pic 2]

- L’alcohol etílic (etanol) és un bon combustible que reacciona amb l’oxigen i dóna diòxid de carboni i aigua.

a) Escriviu la reacció de combustió de l’alcohol etílic i establiu les estructures de Lewis dels reactius i dels productes de la combustió. (1 p)

b) Calculeu la variació d’entalpia estàndard a 25 ºC d’aquesta reacció fent servir les energies estàndard d’enllaç a 25 ºC que s’indiquen a continuació: (1p)

Enllaç

C - C

C - H

C - O

O - H

O = O

C = O

Energia (kJ mol-1)

413,4

414,0

351,0

462,8

401,7

711,3

Dades: nombres atòmics: H: Z=1; C: Z=6; O: Z=8.

- El iodur de potassi és un compost iònic que es presenta en forma de cristalls incolors.

S'addiciona en petites quantitats a la sal de cuina per a prevenir malalties de carència de iode que poden afectar la glàndula tiroide i les seves dissolucions saturades s'empren, en medicina, com expectorant i en el tractament de l’esporotricos, una infecció causada per fongs.

a) Definiu el concepte d‘energia reticular d’un compost iònic. Justifiqueu la diferència entre l’energia reticular del iodur potassi i la del fluorur de potassi, a partir del model electrostàtic del sòlid iònic.

b) Calculeu l’afinitat electrònica del iode.

Dades: Nombres atòmics (Z). Fluor: Z = 9; Iode: Z = 53

Energia reticular del iodur de potassi (KI): ΔHºret1 = – 631,8 kJ · mol-1

Energia reticular del fluorur de potassi (KF): ΔHºret2 = – 812,5 kJ · mol-1

Entalpia de formació del iodur de potassi: ΔHºf = – 330,5 kJ · mol-1

Entalpia de sublimació del potassi: ΔHºsub = 87,9 kJ · mol-1

Entalpia de sublimació del iode, I2(s): ΔHºsub = 43,5 kJ · mol-1

Entalpia de dissociació del iode, I2(g): ΔHºdis = 150,9 kJ · mol-1

Primera energia d’ionització del potassi: ΔHºi = 418,3 kJ · mol-1

- El clorur de sodi és un compost molt present a les nostres vides ja que és el component majoritari de la sal de cuina.

a) Raoneu, a partir de les dades que teniu a continuació, si el procés de dissolució del clorur de sodi en aigua és un procés endotèrmic o exotèrmic. Quins noms reben les variacions d’entalpia ΔH1