Problemes Espontanietat (amb respostes) (2009)

Ejercicio Catalán
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

ESPONTANEÏTAT I ENERGIA LLIURE 1.- Discutiu quin serà el signe de ∆S en els següents processos: a) H2O (g) → H2O (l) b) H2 (g) + 1/2O2 (g) → H2O (l) c) I2 (s)→ I2 (g) d) Na (s) + 1/2 Cl2 (g) → NaCl (s) 2.- a) El procès C(grafit) → C(diamant) té lloc en un sistema aïllat. Sabent que a 25oC So(grafit)= 1,365 cal K-1 mol-1 i So(diamant)= 0,585 cal.K-1 mol-1, discutiu si serà un procés espontani en aquestes condicions.
b) Sabent que ∆Ho = 1,9 kJ mol-1, quant val ∆Go a 25oC ? Quina de les dues formes al·lotròpiques del C és més estable? c) Calculeu a quina pressió el carboni diamant esdevé la forma al·lotròpica més estable.
Dades: ρ(Cgrafit) = 2,20 g cm-3; ρ(Cdiamant) = 3,51 g cm-3 R: a) –0,78cal K–1 mol –1 b) 2,87 kJ mol –1 c) 14000 atm 3.- Analitzeu l'espontaneïtat dels processos a T i P constants caracteritzats per: a) ∆H<0, ∆S>0 b) ∆H>0, ∆S<0 c) ∆H>0, ∆S>0 d) ∆H<0, ∆S<0 4.- Una mostra d’un mol de gas ideal monoatòmic a una temperatura inicial de 298 K i ocupant un volum de 10 l, s’expandeix fins un volum final de 20 l, tot i mantenint la temperatura de l’entorn igual a 298 K, de dues maneres diferents: a) isotèrmicament i reversible; b) isotèrmicament contra una pressió constant de 0,50 atm. Per a cada procés calculeu ∆Ssist, ∆Sentorn, ∆H, ∆T, ∆A i ∆G. La capacitat calorífica del gas és CV,m = 3/2 R.
R: a) ∆Ssist = 5,76 JK–1; ∆Sentorn = -5,76 JK–1 ; ∆H = 0; ∆T = 0; ∆A = -1.71 kJ i ∆G = -1.71 kJ b) ∆Ssist = 5,76 JK–1; ∆Sentorn = -1,71 JK–1 ; ∆H = 0; ∆T = 0; ∆A = -1.71 kJ i ∆G = -1.71 kJ 5.- Calculeu la variació d’energia lliure de Gibbs per mol i la variació d’entropia per mol corresponents a la barreja dels dos components principals de l’atmosfera N2(g) i O2(g) a 298,15K. Les fraccions molars del N2(g) i O2(g) són 0,78 i 0,22, respectivament. La barreja és espontània? R: ∆Gm = -1,31 kJ mol–1; ∆Sm = 4,4 J K–1 mol–1 6.- a) Suposem que un cert ocell té una massa de 30g. Quina és la mínima massa de glucosa que ha de consumir per a volar fins a una branca 10 m per sobre del terra.? b)Un cervell humà funcionant intensament treballa a 25W (1W = 1 J s –1). Quina massa de glucosa ha de consumir per a mantenir aquest treball durant una hora? R: a) 0,19 mg ; b) 5,7 g 7.- Calcular la ∆Gof de la dioxina TCDD (2,3,7,8 tetraclor-p-dioxina, C12O2H4Cl4) a 298 K, sabent que la seva ∆Hof a la mateixa temperatura és -340,9 kJ mol-1.
Altres dades: So (TCDD,298 K)= 488,6 J mol-1 K-1 So (Cl2(g),298 K)= 223 J mol-1 K-1 So (H2(g),298 K)= 130 J mol-1 K-1 So (O2(g),298 K)= 205,1 J mol-1 K-1 So (C(s),298 K)= 0,0057 kJ mol-1 K-1 8.- R: ∆Gfo= -194,61 kJ mol-1 Determinar si l'oxidació de la dioxina TCDD a CO i HCl en presència d'oxigen és possible a 298 K.
Dades: ∆Hof (CO,298 K)= -110,5 kJ mol-1 ∆Hof (HCl(g),298 K)= -92,3 kJ mol-1 ∆Hof (TCDD,298K)= -340,9 kJ mol-1 So (O2,298 K)= 0,205 kJ mol-1 K-1 So (CO,298 K)= 0,198 kJ mol-1 K-1 So (HCl(g),298 K)= 0,0446 kJ mol-1 K-1 So (TCDD,298 K)= 0,489 kJ mol-1 K-1 R: ∆Go= -1664 kJ mol-1 ...