Termoquímica1. Mediante la fotosíntesis las plantas verdes producen oxígeno y glucosa a partir de dióxido de carbono y agua, según la reacción: CO2(g) + H2O(l) ↔ C6H12O6(s) + O2(g). La variación de

entalpía estándar de esta reacción es de 2813,1 kJ/mol. Calcula:

a) La entalpía de formación estándar de la glucosa.

b) La energía necesaria para obtener 100 gramos de glucosa mediante fotosíntesis.

c) Representa los diagramas de ambas reacciones.

Datos: ΔHfº en kJ/mol: CO2(g) = -393,51 ;H2O(l) = -285,8 ; masas atómicas C=12; O=16; H=1

S: -1262,76 kJ/mol; 1547,2 kJ

2.- (3 puntos) Sabiendo que, a 298 K y 1 atm, las entalpías de combustión del hidrógeno, carbono y eteno son, respectivamente, -285,5 KJ/mol, -393,13 KJ/mol y -1421,2 KJ/mol, a) escribe las reacciones correspondientes a las combustiones citadas; b) calcula la entalpía de formación del eteno; c) calcula la energía que se desprenderá, en las condiciones de presión y temperatura anteriores, al obtener 40 L de CO2 mediante combustión del eteno.(Datos: R = 0,082 atm.L/mol.K)

3.- (1 punto) Justifica el signo (positivo o negativo) de la variación de entropía y de entalpía de una reacción química sabiendo que esta se produce espontáneamente a temperaturas elevadas, pero que no lo hace a baja temperatura.

4. En un recipiente cilíndrico con un émbolo móvil se introducen 5 litros de un gas a 1,4 atm de presión. Si se le suministran 200 calorías, manteniendo la presión constante, el gas se expande hasta duplicar su volumen. ¿Qué variación de energía interna ha experimentado el gas?

Equilibrios con fracciones molares y ley de Dalton

Ejercicios del libro: Ejemplo 9 pg 184, 18 y 20 pg 184, 54 pg 196

1. Se introducen 0,60 moles de tetraóxido de dinitrógeno (N2O4) en un recipiente a 348,2 K, estableciéndose el siguiente equilibrio:

N2O4 (g) ⇆2 NO2 (g)Si la presión en el equilibrio es de 2 atm, y su grado de disociación del 16% calcula:

a) El número de moles de cada sustancia en el equilibrio.b) El valor de Kp a esa temperatura.c) El valor de Kcd) El volumen del recipientee)Las concentraciones de cada especie en el equilibrio

Datos: R = 0,082 atm L/mol K

2. En un recipiente de 3 litros se introducen inicialmente 2 moles del compuesto A y 2 moles del compuesto B y se calienta a 500ºC hasta que se alcanza el equilibrio indicado por la reacción: A(g)+B(g)↔2C(g). Sabiendo que la fracción molar del compuesto C en la mezcla en equilibrio es 0,6, calcula:

a) las concentraciones de todos los compuestos en el equilibrio b) el valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp c) la presión total en el recipiente cuando se alcanza el equilibrio a 500ºC. Datos: R=

0,082 atm·l/K·mol)

S: [A]=[B]=0,26 M; [C]=0,8 M; b) Kc=Kp=9 c)pt=84,5 atm.

Ácido-base- Disociación ácido débil1. (Sep 2011) Una disolución 0,1 M de un ácido orgánico monoprótico débil (HA) tiene un pH de

5,1. Calcula: a) la concentración de iones H3O+ en la disolución; b) el grado de ionización del

ácido; c) su constante de acidez, Ka.

S: a) [H3O+]=10-5,1=7,94·10-6 M; b) α=7,94·10-5;c) Ka=6,31·10-10

2.¿Que pH tiene una disolución de 500ml de ácido fórmico HAc, cuya constante de acidez vale 1,84·10-5 y se encuentra disociado en un 34%?

Ácido-base- Neutralizaciones-Para este año va a ser una neutralización de H2SO4

1. ¿Cuál es la concentración molar de H2SO4 de un bote si al sacar de él 10ml y diluirlo hasta formar 1 litro de disolución, 50 ml de esta última gastan 5 ml de Ca(OH)2 0,5M?

Datos: MatCa=40u ; MatO=16u ; MatH=1 ; MatS=32u

2. ¿Cuántos gramos de NaOH tenemos en un litro de disolución problema, si al sacar 50ml de dicha disolución y diluirla hasta tener 500ml, 20ml de esta última disolución se neutraliza con 5ml de H2SO4 2N?

Datos: MatNa=23u ; MatO=16u ; MatH=1 ; MatS=32u

Problemas Redox81. (Jun 2009) Cuando se hace reaccionar plata con ácido nítrico (trioxonitrato (V) de hidrógeno) los productos obtenidos son nitrato de plata (trioxonitrato (V) de plata), monóxido de nitrógeno y agua.

a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método del ion-electrón.

b) ¿Qué volumen del gas monóxido de nitrógeno, medido a 20 ºC y 750 milímetros de mercurio, se formará por reacción de 26,95 gramos de plata con un exceso de ácido nítrico?

Datos: Masa atómica Ag= 107,8 ; R= 0,082 atm·l/K·mol

S: 3 Ag + 4 HNO3

→ 3 AgNO3

+ NO + 2 H2O; 2,03 L

76. (Jun 2011) El hidróxido de cromo (III) es oxidado por el cloro gaseoso (Cl2) en presencia de

hidróxido de potasio, obteniéndose cromato de potasio (tetraoxocromato (VI) de potasio), cloruro de potasio y agua como productos de la reacción.

a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método del ion-electrón.

b) Calcula el rendimiento de la reacción si se obtienen 14 g de cloruro de potasio mediante la reacción de 2,5 litros de cloro medidos a 760 mm Hg y 25ºC.

Datos: Masas atómicas Cl = 35,5 ; K = 39,1 ; R= 0,082 atm·l/K·mol

S: 2Cr(OH)3+3Cl

2+10KOH→2K

2CrO

4+6KCl+8H

2O; 91,8%

Problemas electrolisis1.Para cada una de las siguientes electrolisis, calcule:a) La masa de cinc metálico depositada en el cátodo al pasar por una disolución acuosa de Zn2+ una corriente de 1’87 amperios durante 42’5 minutos.b) El tiempo necesario para que se depositen 0’58 g de plata tras pasar por unaDisolución acuosa de AgNO3 una corriente de 1’84 amperios.Datos. F = 96500 C. Masas atómicas: Zn = 65’4 ; Ag = 108.Solución

a) Masa Zn= 1,61g b) 281,6 s

2.A través de una cuba electrolítica que contiene una disolución de nitrato deCobalto (II) pasa una corriente eléctrica durante 30 minutos, depositándose en el cátodo 5 g de cobalto.a) Calcule la intensidad de la corriente que ha circulado.b) .Cual es el número de átomos de cobalto depositados?Datos. Masa atómica: Co = 59; F = 96500 C.

Solucióna) I=9,08A b) N = 5’1x1022 átomos de Co

Solubilidad54. (Sep 2011) Cuando se disuelve tetraoxocromato (VI) de plata, Ag2CrO4, en agua pura, su

disolución saturada contiene 1,3·10-4 mol/l de iones CrO42-. ¿Cuál es el producto de solubilidad

del Ag2CrO4? Sal Tipo AB2 donde Ks= 4s3

S: Ks=8,79·10-12

55. (Jun 2011) El producto de solubilidad del sulfuro de cobalto (II) es 4.10-1. Calcula la solubilidad de esta sal en moles por litro. Sal tipo AB donde Ks= s2

S: 0,63 M

PROBLEMA 1.- Cuando se hace reaccionar plata con ácido nítrico los productos obtenidos son nitrato de plata, monóxido de nitrógeno y agua.

a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método del ión-electrón.b) ¿Qué volumen del gas monóxido de nitrógeno, medido a 20 ºC y 750 mm Hg, se

formará por reacción de 26,95 g de plata con un exceso de ácido nítrico?DATOS: Ar (Ag) = 107,8 u; R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1.

Solución:a) La ecuación correspondiente a la reacción es: Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O. Las semirreacciones de oxido-reducción que tienen lugar son:Semirreacción de oxidación: Ag – 1 e– → Ag+;Semirreacción de reducción: NO3

– + 4 H+ + 3 e– → NO + 2 H2O.Multiplicando la semirreacción de oxidación por 3 para igualar los electrones intercambiados y

sumando las dos semirreacciones, se obtiene la ecuación iónica ajustada: 3 Ag – 3 e– → 3 Ag+

NO3– + 4 H+ + 3 e– → NO + 2 H2O

3 Ag + NO3– + 4 H+ → 3 Ag+ + NO + 2 H2O, y llevando los coeficientes que aparecen en

la ecuación iónica a la molecular, teniendo presente que los 4 H+ corresponden al ácido nítrico, se obtiene la ecuación molecular ajustada. 3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgNO3 + NO + 2 H2O.

b) Aplicando a la masa de plata los correspondientes factores de conversión y la relación molar Ag-NO, se obtienen los moles de NO formados, que llevados después a la ecuación de estado de los gases ideales, se obtiene el volumen que ocupan en las condiciones pedidas.

1 mol átomos Ag

26,95 g Ag ·

107,8 g Ag

1 mol NO

3 moles átomos Ag

0,083 moles de NO, que ocupan el volumen:

V = n R T 0,083 moles 0,082 atm L

mol 1 K 1 293 K

2,02 L.P

PROBLEMA 1.- El hidróxido de cromo (III), Cr(OH)3 es oxidado por el cloro gaseoso, Cl2, en presencia de hidróxido de potasio, obteniéndose cromato de potasio, K2CrO4, cloruro de potasio y agua como productos de la reacción.

a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método del ión-electrón.b) Calcula el rendimiento de la reacción si se obtienen 14 g de cloruro de potasio mediante

la reacción de 2,5 L de cloro medido a 760 mm Hg y 25 ºC.DATOS: Ar (K) = 39,1 u; Ar (Cl) = 35,5 u; R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–

1.

Solución:a) Las semirreacciones de oxido-reducción son:Semirreacción de oxidación: Cr3+ + 8 OH– – 3 e CrO4

2– + 4 H2O Semirreacción de reducción: Cl2 + 2 e– 2 Cl–

Multiplicando la semirreacción de reducción por 3 y la de oxidación por 2 para igualar loselectrones intercambiados y sumándolas para eliminarlos, se obtiene la ecuación iónica ajustada:

2 Cr3+ + 16 OH– – 6 e 2 CrO42– + 8 H2O,

3 Cl2 + 6 e– 6 Cl–

2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OH– 2 CrO42– + 6 Cl– + 8 H2O, y como 6 de los 16 OH– corresponden al

hidróxido de cromo (III), realizando esta operación queda ajustada la ecuación iónica:2 Cr(OH)3 + 3 Cl2 + 10 OH– 2 CrO4

2– + 6 Cl– + 8 H2O, y llevando estos coeficientes a la ecuación molecular, también queda ésta ajustada:

2 Cr(OH)3 + 3 Cl2 + 10 KOH 2 K2CrO4 + 6 KCl + 8 H2O

b) Los moles de cloro se obtienen despejándolos de la ecuación de los gases ideales:

P · V = n · R · T ⇒ n =P V R T

1 atm 2,5 L

0,082 atm L mol 1 K 1

298 K

0,1023 moles de Cl2, y los

de cloruro de potasio se obtienen multiplicando los gramos por el factor de conversión mol-masa molar:1 mol KCl

14 g KCl ·74,6 g KCl

0,188 moles de KCl, y por indicar la estequiometría de la ecuación

química que 3 moles de Cl2 producen 6 moles de KCl, 0,1023 moles de cloro producen el doble de moles de KCl, es decir, 0,2046 moles, pero al obtenerse sólo 0,188 moles, ello indica que el rendimiento de la reacción no es del 100 %, obteniéndose éste multiplicando por 100 el cociente entre los moles obtenidos y

los que se debían de haber obtenidos, es decir,

0,1880,2046

100 91,9 %.