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Qu´ımica: Cuestiones y problemas resueltos de

Selectividad

Juan P. Campillo Nicol´as

16 de junio de 2014

4 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

b.- ¿Cu´al es la molaridad de la disoluci´on que resulta de mezclar 500 ml de este ´acido con 1 l de ´acido fluorh´ıdrico 2 M?.

Masas at´omicas: F = 19; H= 1

7.- Por combusti´on de 1.17 g de un hidrocarburo se obtienen 3.96 g de CO 2 y 0. g de H 2 O. El calor de combusti´on en condiciones normales es de 49.04 kJ/mol. Se determin´o experimentalmente que la masa molecular del hidrocarburo es 78 g. Calcule la f´ormula emp´ırica y la molecular. Masas at´omicas: C= 12; H= 1; O = 16

8.- Se prepara una disoluci´on mezclando 54.9 g de hidr´oxido de potasio con 500 g de H 2 O l´ıquida hasta obtener una disoluci´on de densidad 1.09 g/cm^3. Suponga que los vol´umenes son aditivos.

a.- Calcule la molaridad del hidr´oxido de potasio. b.- Calcule el volumen de disoluci´on de hidr´oxido de potasio necesario para preparar 500 ml de disoluci´on 0.1 M. c.- Calcule la molaridad de una disoluci´on preparada mezclando 50 ml de la diso- luci´on del apartado a) con 40 ml de K O H0.82 M y llevando finalmente a 100 ml con agua.

Masas at´omicas: K = 39,1; O = 16; H= 1

9.- Un compuesto contiene 85.7 % de carbono y 14.3 % de hidr´ogeno y la masa de la mol´ecula del mismo es 42. Calcule la f´ormula del compuesto sabiendo que la masa at´omica del carbono es 12 y la del hidr´ogeno,

10.- La combusti´on completa de 2 g de un hidrocarburo saturado de cadena abierta con- duce a 9,11 g de productos.

a.- Calcule la f´ormula del compuesto. b.- Suponga que todo el di´oxido de carbono formado se recoge en agua form´andose ´acido carb´onico. Calcule el volumen de disoluci´on 0,5 M de NaO Hque hay que a˜nadir para provocar la neutralizaci´on completa hasta carbonato.

Masas at´omicas: C= 12; O = 16; H= 1

11.- ¿Cu´al es la fracci´on molar de un soluto en disoluci´on acuosa 0,5 molal?

12.- Una muestra de 0,322 g de un vapor org´anico a 100 ◦C y 0,974 atm, ocupa un volumen de 62,7 ml. Un an´alisis de dicho vapor da una composici´on elemental de C= 65,43 %, O = 29,16 % e H= 5,5 %. ¿Cu´al es su f´ormula molecular? Masas at´omicas: C= 12; O = 16; H= 1

13.- Calcule el volumen de agua que hay que a˜nadir a 100 ml de ´acido sulf´urico al 26 % en peso y de densidad 1,19 g·m−^1 para obtener una disoluci´on 3 N. Masas at´omicas: S= 32; O = 16; H= 1

14.- Un compuesto org´anico est´a formado ´unicamente por carbono, hidr´ogeno y azufre.

a.- Determine su f´ormula emp´ırica si cuando se queman 3 g del mismo se obtienen 6,00 g de CO 2 y 2,46 g de H 2 O. b.- Establezca su f´ormula molecular si cuando se vaporizan 1,5 g de dicho compues- to, ocupan un volumen de 1,13 l, medidos a 120o^ C y 0,485 atm. Masas at´omicas: C= 12; O = 16; S= 32 R = 0,082 atm · l · K−^1 · mol−^1

15.- Calcule la masa de NaO Hdel 93 % de pureza necesaria para preparar 250 ml de una disoluci´on 0,2 M. Masas at´omicas: Na = 23; O = 16

16.- El ´acido asc´orbico contiene s´olo C, H y O. En la combusti´on de 1,176 g de dicho ´acido se desprenden 1,763 g de CO 2 y 0,483 g de H 2 O. Calcule:

a.- La composici´on centesimal del ´acido asc´orbico. b.- Su f´ormula emp´ırica.

Masas at´omicas: C= 12,0; O = 16,0; H = 1,

17.- Calcule el volumen de HCl del 36 % en peso y densidad 1,18 g/ cm^3 necesarios para preparar 250 mL de una disoluci´on 0,5 M en dicho ´acido. Masas at´omicas: Cl= 35,5; H=1,

18.- Un compuesto org´anico est´a formado por carbono, hidr´ogeno y ox´ıgeno. 1,0 g ocupa 1,0 L a 333 mm de Hg y 200 oC. Por combusti´on del 10 g del compuesto se obtienen 0,455 moles de CO 2 y 0,455 moles de agua. Calcule la f´ormula emp´ırica y molecular del compuesto. R = 0,082 atm·L·mol−^1 ·K−^1

19.- Se a˜naden 150 mg de KI a 20 mL de una disoluci´on de Pb(NO 3 ) 2 0,02 M. La reacci´on que tiene lugar es:

Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2K I(aq) → PbI 2 (s) + 2K NO 3 (aq)

Calcule:

a.- La masa de PbI 2 y de KNO 3 formada. b.- La masa que sobra del reactivo que se encuentra en exceso. c.- Los mL de disoluci´on 0,02 M de Pb(NO 3 ) 2 necesarios para obtener 300 mg de PbI 2 si el rendimiento de la reacci´on fuese del 90 %.

20.- Calcule la masa de hidr´oxido de sodio del 80 % de riqueza necasaria para preparar 250 mL de una disoluci´on 0,25 M en NaO H.

21.- El fluoruro de sodio reacciona con ´acido sulf´urico seg´un:

2NaF(aq) + H 2 SO 4 (aq) → 2HF(aq) + Na 2 SO 4 (aq)

Calcule:

b.- Indique c´omo cambia la primera energ´ıa de ionizaci´on de un elemento al bajar en su grupo de la Tabla Peri´odica. c.- Dados los elementos Cl, Ar y K, ord´enelos de mayor a menor energ´ıa de ioniza- ci´on.

3.- Dado el elemento de Z=22 responda a las siguientes cuestiones:

a.- Escriba su configuraci´on electr´onica. b.- Indique a qu´e grupo y periodo pertenece. c.- ¿Cu´ales ser´an los iones m´as estables de este elemento?

4.- Enuncie los principios o reglas que controlan el llenado de los niveles de energ´ıa at´omicos permitidos.

5.- Justifique los cambios que se producen en el radio at´omico al avanzar dentro de un periodo y al aumentar en n´umero at´omico en un grupo. Relacione estos cambios con los que se producen en la energ´ıa de ionizaci´on al movernos de la misma forma.

6.- a.- Escriba la configuraci´on electr´onica de los elementos cuyos n´umeros at´omicos son Z=30 y Z=35, respectivamente. b.- Sit´uelos en la tabla peri´odica (grupo y per´ıodo), y razone qu´e tipo de enlace formar´an consigo mismos y entre ellos.

7.- a.- Escriba las configuraciones electr´onicas en el estado fundamental de N, Br, Fey Fe2+. b.- Si arrancamos un electr´on a cada una de las siguientes especies: He, Li+^ y Be2+, ¿la energ´ıa para realizar el proceso ser´a la misma en los tres casos? Razone la respuesta.

8.- Comente los criterios que se han establecido para ordenar los electrones en los ´atomos dentro de cada nivel y subnivel energ´etico.

9.- Obtenga la configuraci´on electr´onica de los elementos Sr(Z = 38); Ti(Z = 22); Al(Z = 13) y K(Z = 34).

10.- En cada una de las siguientes parejas de elementos qu´ımicos, indique cu´al ser´ıa el m´as electronegativo: Cly Ar; Py Bi; Sny Sb ;K y Ca ; Na y Rb.

11.- Defina y comente la variaci´on a lo largo de los grupos y periodos del Sistema Peri´odico de:

a.- Primera energ´ıa de ionizaci´on. b.- Radio at´omico.

12.- Desarrolle la estructura electr´onica de K , Mn, Cuy Rb.

8 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

13.- Indique las estructuras electr´onicas de los elementos de n´umeros at´omicos 11,12,13 y

15. Comente la naturaleza de los enlaces que dar´ıan estos elementos con el de n´umero at´omico 17.

14.- Dados los iones Na+, O^2 −, Mg2+, F−, N^3 −^ y Al3+, indique para cada uno de ellos:

a.- El n´umero de electrones b.- La carga nuclear. c.- Ord´enelos por radio i´onico.

15.- Responda razonadamente a:

a.- ¿Los orbitales 2px, 2py y 2pz tienen la misma energ´ıa? b.- ¿Por qu´e el n´umero de orbitales d es 5?

16.- Observe las gr´aficas I y II de la figura adjunta. Se˜nale la que represente mejor cada una de las variaciones peri´odicas que a continuaci´on se mencionan:

a.- Radio at´omico en un periodo b.- Radio at´omico en un grupo c.- Energ´ıa de ionizaci´on en un periodo d.- Energ´ıa de ionizaci´on en un grupo e.- Electronegatividad en un periodo f.- Electronegatividad en un grupo g.- Car´acter met´alico en un periodo h.- Car´acter met´alico en un grupo.

N´umero at´omico N´umero at´omico

(I) (II)

17.- Explique por qu´e las siguientes configuraciones electr´onicas no son correctas para el ´atomo de nitr´ogeno.

10 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

b.- Escriba el conjunto de n´umeros cu´anticos que describen a los electrones de su ´ultima capa. c.- Indique razonadamente un elemento que tenga menor energ´ıa de ionizaci´on que A.

24.- La configuraci´on electr´onica de un elemento X es 1s^22 s^22 p^63 s^23 p^64 s^1. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, en este ´ultimo caso transf´ormela en una afirmaci´on correcta:

a.- X pertenece al grupo de los metales alcalinos. b.- Su valencia m´as probable ser´a -1. c.- Si un electr´on pasara del orbital 4s al 5s se emitir´ıa energ´ıa luminosa que dar´ıa lugar a una l´ınea en el espectro de emisi´on.

25.- Un ´atomo tiene 35 electrones, 35 protones y 45 neutrones y otro ´atomo posee 20 electrones, 20 protones y 20 neutrones.

a.- Calcule el n´umero at´omico y m´asico de cada uno de ellos. b.- Justifique cual de los dos es m´as electronegativo. c.- Razone la valencia con la que pueden actuar.

26.- Para los elementos de n´umero at´omico 9, 10, 11, 12 y 13, justifique el elemento que:

a.- Corresponde a un gas noble. b.- Es el m´as electronegativo. c.- Es un elemento alcalino. d.- Presenta valencia 3.

27.- Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a.- Ar y S^2 −^ tienen la misma configuraci´on electr´onica. b.- Ar y S^2 −^ tienen el mismo n´umero de protones. c.- Ar tiene mayor energ´ıa de ionizaci´on que S.

28.- Escribir las configuraciones electr´onicas e indicar el s´ımbolo de los siguientes elemen- tos:

a.- El elemento del grupo 14 de mayor car´acter met´alico. b.- El elemento del tercer periodo de mayor radio at´omico,

29.- Los siguientes diagramas muestran representaciones de configuraciones electr´onicas de elementos.

a.- ¿Cu´al o cu´ales son v´alidas y cu´al o cu´ales son incorrectas?

b.- De las representaciones v´alidas, ¿cu´al o cu´ales representan un estado fundamen- tal y cu´al o cu´ales un estado excitado? Razone las respuestas.

a)

b)

c)

30.- Indique cu´al es la configuraci´on de la capa de valencia de los elementos del grupo 16 y explique c´omo var´ıa la afinidad electr´onica en dicho grupo.

31.- Los elementos de n´umero at´omico 7 y 15 pertenecen al mismo grupo de la tabla peri´odica.

a.- Identifique estos elementos. b.- Indique sus configuraciones electr´onicas. c.- Justifique en funci´on de su configuraci´on electr´onica que:

1. El elemento de n´umero at´omico 7 act´ue con valencia 3.
2. El elemento de n´umero at´omico 15 act´ue con valencias 3 y 5.

32.- Sabiendo que los ´atomos neutros X, Y y Z tienen las siguientes configuraciones: X = 1s^2 2s^2 2p^1 ; Y = 1s^2 2s^2 2p^5 ; Z = 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2.

a.- Indique el grupo y el periodo en el que se encuentran. b.- Ord´enelos razonadamente de menor a mayor electronegatividad. c.- ¿Cu´al es el de mayor energ´ıa de ionizaci´on?

33.- La configuraci´on electr´onica de un elemento es 1s^2 , 2 s^2 , 2 p^6 , 3 s^2 , 3 p^6 , 4 s^1. Justificar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a.- Se trata de un elemento oxidante. b.- Es m´as electronegativo que el cloro.

34.- Dadas las siguientes configuraciones electr´onicas de dos elementos A: [Ne]3s^2 3p^1 y B: [Ne]3s^2 3p^4 :

a.- Defina electronegatividad y justifique qu´e elemento presenta mayor valor de la misma. b.- Se˜nale el car´acter met´alico o no met´alico de cada elemento.

35.- Un elemento X tiene de n´umero at´omico 34.

a.- Escriba la configuraci´on electr´onica del ion X^2 −.

b.- ¿Cu´al de ellas presentar´a mayor punto de ebullici´on? Razone la respuesta. c.- Describa la forma de estas mol´eculas seg´un la teor´ıa de repulsi´on entre pares de electrones de valencia y prediga el valor del ´angulo H-O-H y F-P-F.

10.- Defina energ´ıa reticular de un compuesto i´onico y conecte este concepto con el ciclo de Born-Haber.

11.- Desarrolle la geometr´ıa de las mol´eculas de BF 3 , NH 3 y CH 4. Comente las diferencias, si las hay, justificando sus afirmaciones.

12.- Para la mol´ecula NF 3 :

a.- Represente la estructura de Lewis. b.- Prediga la geometr´ıa de esta mol´ecula seg´un la Teor´ıa de Repulsi´on de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. c.- Justifique si la mol´ecula de NF 3 es polar o apolar.

13.- Explique, en funci´on del tipo de enlace que presentan, las siguientes afirmaciones:

a.- El cloruro s´odico es soluble en agua. b.- El hierro es conductor de la electricidad. c.- El metano tiene bajo punto de fusi´on.

14.- Suponiendo que las siguientes sustancias: HCl, CH 3 O H, CH 4 ,K Cl, Nay Si , se en- cuentran a temperatura ambiente, escoja entre ellas la m´as representativa de:

a.- Un gas que en disoluci´on acuosa conduce la corriente el´ectrica. b.- Un s´olido no conductor que se transforma en conductor al fundir. c.- Un s´olido de alta conductividad el´ectrica que funde alrededor de los 100o^ C. d.- Un s´olido covalente de alto punto de fusi´on. Un gas formado por mol´eculas tetra´edricas. e.- Un l´ıquido con enlaces de hidr´ogeno.

15.- Con respecto a las siguientes mol´eculas: H 2 O , NH 3 y CO 2 indique:

a.- El n´umero de pares de electrones sin compartir del ´atomo central. b.- La geometr´ıa de cada mol´ecula seg´un la Teor´ıa de Repulsi´on de Pares de Elec- trones de la Capa de Valencia. c.- Justifique si alguna de ellas es polar.

16.- Para los s´olidos Ca O , Ca Cl 2 y K Cl:

a.- Ord´enelos de mayor a menor punto de fusi´on. Razone la respuesta. b.- Escriba un ciclo de Born-Haber para Ca Cl 2.

14 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

c.- A partir de los siguientes datos determine la energ´ıa reticular del Ca Cl 2.

∆H^0 (KJ/mol) Entalp´ıa de formaci´on de CaCl 2 (s) - Afinidad electr´onica de Cl(g) - Energ´ıa de sublimaci´on de Ca 178 Energ´ıa de disociaci´on de Cl 2 (g) 244 1 a^ energ´ıa de ionizaci´on de Ca(g) 590 2 a^ energ´ıa de ionizaci´on de Ca(g) 1146

17.- Para las especies I 2 , NaCl, H 2 O y Fe:

a.- Razone el tipo de enlace presente en cada caso. b.- Indique el tipo de interacci´on que debe romperse al fundir cada una de ellas. c.- Razone cu´al o cuales conducir´a/n la corriente el´ectrica en estado s´olido, cu´al/les lo har´a/n en estado fundido y cu´al/es no la conducir´a/n en ning´un caso.

18.- Para las mol´eculas H-CHO, CH 3 OH y CH 3 OCH 3

a.- Deduzca a partir de sus estructuras de Lewis cual tiene de menor longitud de enlace CO. b.- Justifique si alguna de ellas presenta enlace de hidr´ogeno.

19.- El tricloruro de f´osforo es una mol´ecula polar, mientras que el tricloruro de boro tiene un momento dipolar nulo.

a.- Escriba las estructuras de Lewis para ambas mol´eculas. b.- Justifique la distinta polaridad que poseen. c.- Indique la hibridaci´on del ´atomo central.

20.- Justificar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a.- Los metales, a temperatura ambiente, son s´olidos conductores de la electricidad y, generalmente, son solubles en agua. b.- El CsCl es un s´olido cristalino no conductor de la electricidad. c.- Los s´olidos covalentes suelen ser vol´atiles.

21.- Explique por qu´e:

a.- H 2 O tiene un punto de ebullici´on m´as alto que H 2 S b.- C 20 H 42 tiene un punto de ebullici´on m´as alto que C 4 H 10

22.- Explique qu´e tipo de enlace se rompe en cada uno de los siguientes procesos:

a.- Fusi´on del diamante.

16 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

Na+(g) + Cl(g)+ e−

Na+(g)+ Cl−(g)

Na(g)+ Cl(g)

NaCl(s)

Energ´ıa potencial creciente

4.- Para la reacci´on C 2 H 5 O H+ O 2 (g) → CH 3 CO O H+ H 2 O , disponemos de los siguien- tes datos:

Sustancia S^0 (J/K·mol) ∆H^0 f (KJ/mol) C 2 H 5 O H 160,7 -277, CH 3 CO O H 159,8 -487, H 2 O 70,0 -285, O 2 205,0 0

a.- Indique si la reacci´on es exot´ermica o endot´ermica y si se produce un aumento o disminuci´on de entrop´ıa b.- Calcule ∆ Go^ a 298 K e indique si la reacci´on es espont´anea. ¿Puede influir la temperatura en la espontaneidad?

5.- Sabiendo que ∆HoH 2 O(l) = − 285 , 8KJ/mol, ∆HoH 2 O(g) = − 241 , 8KJ/mol, ∆SoH 2 O(l) = 69 , 91J/mol y ∆SoH 2 O(g) = 188, 7J/mol para el proceso H 2 O(l) ⇀↽ H 2 O(g), calcule ra- zonadamente:

a.- Temperatura a la que el sistema estar´a en equilibrio. b.- ¿A partir de qu´e temperatura ser´a espont´aneo?

6.- A partir del diagrama de la figura adjunta, se desea saber:

a.- Cu´ales de los procesos I, II y III representan, respectivamente, la combusti´on del propano y la reacci´on de formaci´on de este hidrocarburo a partir de sus elementos b.- Cu´anto vale el calor de formaci´on a presi´on constante (entalp´ıa de formaci´on) del propano a partir de sus elementos. ¿Es un proceso exo o endot´ermico? c.- Conociendo que el calor de combusti´on de un mol de hidr´ogeno gas para dar agua l´ıquida es de -68,3 KJ/mol, ¿cu´anto vale la entalp´ıa de formaci´on del CO 2 a partir de sus elementos? ¿Es un proceso endot´ermico o exot´ermico?

d.- Sabiendo que las entrop´ıas molares est´andar de C 3 H 8 (g), O 2 (g), CO 2 (g) y H 2 O(l) son respectivamente 172, 205, 214 y 70 J·mol−^1 K−^1 , calcule si la reacci´on del proceso II ser´a espont´anea.

∆ H (Kcal)

III

I

II

3CO2(g)+4H 2 O(l)

C 3 H8(g)+5O2(g)

3C(s)+4 H2(g) + 5O2(g)

7.- A presi´on atmosf´erica, el proceso H 2 O(l)⇀↽ H 2 O(s) (∆ H = -6,008 KJ/mol y ∆S = -22 J/mol· K) es espont´aneo a -5o^ C, se encuentra en equilibrio a 0o^ C y no es espont´aneo a 5o^ C. Explique los motivos termodin´amicos de este comportamiento.

8.- Sabiendo que los calores de combusti´on de C(s), H 2 (g) y CH 3 -CO O H(l) son -393.13, -285.8 y -870.7 kJ·mol−^1 , respectivamente, calcule el calor de formaci´on a presi´on constante del ´acido ac´etico. Teniendo en cuenta estos datos termodin´amicos: ¿ser´a un compuesto estable?; ¿qu´e datos necesita para saber si la reacci´on es espont´anea? ¿Qu´e datos necesitar´ıa para conocer su velocidad?.

9.- Sea la reacci´on de formaci´on del mon´oxido de nitr´ogeno. Calcule el cambio de entrop´ıa del sistema y la temperatura a la que el sistema estar´a en equilibrio. ¿A partir de qu´e temperatura ser´a espont´anea?. Datos: ∆HoN O = 90,28 KJ·mol−^1 , ∆ So^ para NO , Ny O son 210.42, 190.71 y 204.82 J·mol−^1 ·K−^1 , respectivamente.

10.- Dadas las entalp´ıas de formaci´on siguientes: CO 2 (g): -393.5 kJ/ mol; H 2 O(l): -285. kJ/ mol y C 4 H 10 (g): -124.7 kJ/ mol:

a.- Escriba las reacciones a las que se refieren estos datos. b.- Calcule el calor de combusti´on del C 4 H 10 (g).

11.- Dada la reacci´on 2 SO 2 (g) + O 2 (g) ⇀↽ 2 SO 3 (g), cuya ∆ H < 0, conteste razona- damente:

a.- ¿De qu´e forma afecta S a la espontaneidad de la reacci´on?

Masas at´omicas relativas: H=1; C=12; O =16.

18.- Para la reacci´on C(s) + H 2 O(g)⇀↽ CO(g) + H 2 (g):

a.- Calcule la entalp´ıa est´andar e indique si se trata de un proceso endot´ermico b.- Calcule el cambio de entrop´ıa y la energ´ıa libre a 298 K. Indique si se trata de un proceso espont´aneo a esa temperatura c.- La combusti´on de los productos de reacci´on conduce a la formaci´on de CO 2 y H 2 O. Escriba estas reacciones de combusti´on y calcule la energ´ıa desprendida en la combusti´on de 100 l de estos productos medidos a 298 K y 1 atm de presi´on. Datos: R = 0,082 atm·l·mol−^1 ·K−^1

∆H^0 (KJ · mol−^1 ) S^0 (J · K−^1 · mol−^1 ) C(s) 0 43, H 2 O(g) -241,6 188, CO 2 (g) -393,7 213, CO(g) -110,5 197, H 2 O(l) -285,8 69, H 2 (g) 0 130,

19.- Las entalp´ıas de formaci´on est´andar del CO 2 , H 2 O y C 3 H 8 son respectivamente: - 393,5; -285,8 y -103,852 KJ/mol.

a.- Escriba la reacci´on de combusti´on del propano. b.- Calcule la entalp´ıa est´andar de combusti´on del propano. c.- Determine la masa de este gas necesaria para obtener 1000 kg de ´oxido de calcio por descomposici´on t´ermica del carbonato de calcio si:

Ca CO 3 (s) → Ca O(s) + CO 2 (g) ∆H^0 = 178, 1 KJ

Suponga que los calores de reacci´on son los mismos que a 25o^ C. Masas at´omicas: Ca = 40; C= 12; O = 16

20.- Para una reacci´on qu´ımica A(g) + B(g)→ AB(g):

a.- Calcule el intervalo de temperatura en el que la reacci´on es espont´anea si: ∆H = -70 KJ y ∆S = -140 J·K−^1. b.- Calcule la temperatura a la que se alcanza el equilibrio si ∆H = 70 KJ y ∆S = -140 J·K−^1 c.- ¿Qu´e significan los signos de ∆H y ∆S?

21.- Dadas las entalp´ıas est´andar de formaci´on (a 25o^ C) del CO 2 , -393,5 kJ/mol y del SO 2 , -296,1 kJ/mol y la de la combustion:

CS 2 (l) + 3O 2 (g) → CO 2 (g) + 2SO 2 (g) ∆H^0 = − 1072 kJ

Calcule:

20 CAP´ITULO 1. ENUNCIADOS DE LOS EJERCICIOS

a.- La entalp´ıa est´andar de formaci´on del disulfuro de carbono a la temperatura dada. b.- El calor que, a 25o^ C y en las condiciones est´andar de presi´on, debemos aportar para la s´ıntesis de 2,5 kg de disulfuro de carbono.

Masas at´omicas: C= 12; S= 32.

22.- Considere la formaci´on de N 2 O 5 (g) mediante la reacci´on:

2NO 2 (g) + O 2 (g) → N 2 O 5 (g)∆Ho^ = − 55 , 1 kJ; ∆So^ = − 227 J · K−^1

Teniendo adem´as en cuenta los datos de la tabla adjunta:

Sustancia Valor ∆H f^0 NO 2 (g) 33,2 KJ·mol−^1 S^0 NO 2 (g) 239,7 J·mol−^1 ·K−^1 S^0 O 2 (g) 205,1 J·mol−^1 ·K−^1

Calcule:

a.- ∆H f^0 de N 2 O 5 (g) b.- S^0 de N 2 O 5 (g), c.- ∆ G^0 de la reacci´on. ¿Es espont´anea la reacci´on en estas condiciones? Razone la respuesta.

23.- A partir de los siguientes datos calcule:

Sustancia C 3 H 8 CO 2 H 2 O ∆H f^0 (kJ · mol−^1 ) -103,9 -393,5 -285,

a.- La entalp´ıa est´andar de combusti´on del propano. b.- Los Kg de propano necesarios para evaporar 2000 L de agua a 100oC si el calor de vaporizaci´on del agua , a 1 atm y a 100oC, es de 40,5 KJ.mol−^1. Suponer que la densidad del agua es 1 g·cm−^3. c.- La masa de CO 2 emitida a la atm´osfera por la combusti´on de una tonelada de propano. Masas at´omicas: C= 12,0; H=1,0; O= 16,0.

24.- El calor de combusti´on del ´acido ac´etico, CH 3 CO O H(l) es -874 KJ·mol−^1. Sabiendo que las entalp´ıas de formaci´on est´andar del CO 2 (g), y del H 2 O(l) son, respectiva- mente, -393,3 y -285,6 KJ·mol−^1 :

a.- Calcule la entalp´ıa est´andar de formaci´on del ´acido ac´etico. b.- Determine qu´e producir´a m´as calor, la combusti´on de 1 Kg de carbono o la de 1 Kg de ´acido ac´etico