Problemes Tema 6 (amb respostes) (2009)

Ejercicio Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Termodinàmica i Cinètica química
Año del apunte 2009
Páginas 2
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

TERMODINÀMICA I CINÈTICA QUÍMICA Ciències ambientals. 2007/2008 LLIÇÓ 6. TERMOQUÍMICA 1. L’entalpia estàndard d’hidrogenació del propè té un valor de -124 kJ mol -1. L’entalpia estàndard per a la combustió del propà és -2220 kJ mol-1.
Quin dels dos hidrocarburs allibera més energia en forma de calor en la seva combustió? Dades: ∆Hºf(H2O(l)) = -285.8 kJ mol-1 R: Propà Combustió propè: -2058 kJ mol-1 2. L’hidrogen, el gas natural, la benzina i el metanol (CH3OH) són combustibles que pot emprar l’home.
El gas natural està composat majoritàriament per metà, en quantitats que poden superar el 90-95%, i altres gasos com N2, età, CO2, H2S, butà, propà, mercaptans i traces d’hidrocarburs més pesats.
Per altra banda, la benzina és una barreja d’hidrocarburs composada en gran mesura per isooctà (C8H18).
a) Calcula les entalpies estàndards de combustió a 298.15 K dels quatre fuels anteriors (considera el gas natural com a metà i la benzina com a isooctà).
b) Determineu l’entalpia específica (∆Hº/M), on M és el pes molecular del compost, i la densitat entàlpica (∆Hº/Vm), on Vm és el volum molar del compost, dels fuels de l’apartat anterior.
c) Discutiu breument la utilitat com a fuels d’aquests compostos.
Dades: ∆Hºf(CO2(g)) = -94.1 kcal mol-1; ∆Hºf(H2O(l)) = -68.31 kcal mol-1; ∆Hºf(CH4(g)) = -17.88 kcal mol-1; ∆Hºf(C8H18(l)) = -60.97 kcal mol-1; ∆Hºf(CH3OH(l)) = -57.04 kcal mol-1; ρisooctà = 0.69 g l-1; ρisooctà = 0.79 g l-1 3. Calcular la ∆Hºf (298 K) del metanol líquid coneixent les entalpies estàndard de formació (kJ mol -1) de les següents espècies C(g) = 716.7, H(g) = 218.0 i O(g) = 247.5, i també les següents entalpies d’enllaç (kJ mol-1): C-H = 416, C-O = 351 i O-H = 463. L’entalpia estàndard de condensació del metanol és de -37.99 kcal mol-1.
R: -264 kJ mol-1 4. La combustió de metà per donar diòxid de carboni i aigua segueix l'equació: CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (l) Quan 1.0 mol de metà combustiona a 25 C i 1 bar, la variació d'energia interna és ∆CU° = -885 kJ mol-1, i l'increment d'entropia és ∆cS° = -243 J mol-1 K-1. Si es cremen 2 mols de CH4 en aquestes condicions, calcula: a) l'energia en forma de calor alliberada a pressió constant b) el treball de no expansió que es pot obtenir d'aquesta combustió c) la variació d'entropia de l'univers R: a) -1780 kJ b) 1636 kJ c) 5.49 kJ K-1 5. Calcula la ∆fG° de la dioxina TCDD (2,3,7,8 tetraclor-p-dioxina, C12O2H4Cl4) a 298 K, sabent que la seva ∆fH° a la mateixa temperatura és -340.9 kJ mol-1.
Dades: S° (TCDD, 298 K) = 488.6 J mol-1 K-1 S° (Cl2 (g), 298 K) = 223 J mol-1 K-1 1 S° (H2 (g), 298 K) = 130 J mol-1 K-1 S° (O2 (g), 298 K) = 205.1 J mol-1 K-1 S° (C(s), 298 K) = 0.0057 kJ mol-1 K-1 R: ∆fG° = -194.6 kJ mol- 6. Determina si l'oxidació de la dioxina TCDD a CO i HCl en presència d'oxigen és possible a 298 K.
Dades: ∆fH° (CO, 298 K) = -110.5 kJ mol-1 ∆fH° (HCl, 298 K) = -92.3 kJ mol-1 ∆fH° (TCDD, 298 K) = -340.9 kJ mol-1 S° S° S° S° (O2, 298 K) = 0.205 kJ mol-1 K-1 (CO, 298 K) = 0.198 kJ mol-1 K-1 (HCl(g), 298 K) = 0.0446 kJ mol-1 K-1 (TCDD, 298 K) = 0.489 kJ mol-1 K-1 R: ∆G° = -1664 kJ mol-1 → sí és possible ...