Termodinámica y cinética: ejercicios de selectividad de Química (Madrid)

Pregunta 4A Se pretende sintetizar metanol líquido, CH₃OH, mediante la reacción del monóxido de carbono con hidrógeno molecular. Datos. A 298 K, ΔHf° (kJ·mol⁻¹): CH₃OH (l) = −238,7; CO (g) = −110,5. S° (J·mol⁻¹·K⁻¹): CH₃OH (l) = 126,8; CO (g) = 197,7; H₂ (g) = 130,7. R = 0,0820 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹. Masas atómicas (u): H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0.

Responda a las siguientes preguntas. Tabla. Datos termodinámicos a 300 K. • NH₄NO₃: ΔGf° = −184 kJ·mol⁻¹; ΔHf° = −366 kJ·mol⁻¹; S° = 151 J·K⁻¹·mol⁻¹ • HNO₃: ΔGf° = −81 kJ·mol⁻¹ • NH₃: ΔGf° = −17 kJ·mol⁻¹ • N₂O: ΔHf° = 82 kJ·mol⁻¹; S° = 220 J·K⁻¹·mol⁻¹ • H₂O: ΔHf° = −241 kJ·mol⁻¹; S° = 189 J·K⁻¹·mol⁻¹

Pregunta 4A En el proceso de la fotosíntesis, el dióxido de carbono y el agua, en presencia de clorofila y luz solar, se convierten en carbohidratos, como la glucosa, y se libera oxígeno molecular. Responda a las siguientes preguntas. Datos. A 298 K, ΔHf° (kJ·mol⁻¹): C₆H₁₂O₆ (s) = −1268,0; CO₂ (g) = −393,5; H₂O (l) = −285,8. A 298 K, S° (J·mol⁻¹·K⁻¹): C₆H₁₂O₆ (s) = 213,7; CO₂ (g) = 213,6; H₂O (l) = 69,9; O₂ (g) = 205,0. Masas atómicas (u): H = 1; C = 12; O = 16. R = 0,0820 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.

La siguiente reacción es de orden 2 respecto al monóxido de nitrógeno y de orden 1 respecto al cloro: 2 NO (g) + Cl₂ (g) → 2 NOCl (g) Datos. A 25 ºC, ΔH°f (kJ·mol⁻¹): NOCl = 51,7; NO = 90,3; S° (J·mol⁻¹·K⁻¹): NO = 210,6; Cl₂ = 223,0; NOCl = 261,7.

A la temperatura de 45 ºC se produce la reacción: 2 N₂O₅ (g) → 4 NO₂ (g) + O₂ (g), con una velocidad de descomposición del N₂O₅ de 2,5·10⁻⁶ mol·L⁻¹·s⁻¹.

La reacción en fase gaseosa 2 A → 2 B + C es de segundo orden. Cuando la concentración de A es 0,050 M presenta una velocidad de 7,8·10⁻⁴ mol·L⁻¹·s⁻¹.

La reacción CHCl₃ (g) + Cl₂ (g) → CCl₄ (g) + HCl (g) es de primer orden con respecto a CHCl₃ y de orden 1/2 con respecto a Cl₂.

Para la reacción 2 NO (g) + 2 H₂ (g) → N₂ (g) + 2 H₂O (g) el orden parcial de cada reactivo es uno.

La ecuación de velocidad de la reacción CO(g) + NO₂(g) → CO₂(g) + NO(g) es v = k [NO₂]². Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

Para la reacción en fase gaseosa 2 NO₂ (g) + F₂ (g) → 2 NO₂F (g) la ecuación de velocidad es v = k [NO₂] [F₂]. Responda las siguientes cuestiones: