Serie Equilibrio Químico

1) (Levine)Calcule ΔG y ΔA para un gas perfecto con Cvm=1.5R cuando su volumen varía de 28.5L a 42L a una T cte. de 420K

2) (Mortimer) Encuentre el valor de ΔG para 1 mol de gas ideal si se comprime de manera isotérmica a una temperatura de 298.15K bajo las siguientes condiciones:

a) Desde 1 atm a 3 atm.b) Desde 2 atm a 4 atm.c) Explique porque a pesar de que los cambios en la presión son iguales, las respuestas

del inciso a) y b) son diferentes.3) (Mortimer) 2 moles de helio se expanden isotérmica e irreversiblemente contra una presión

externa de 1 atm a una temperatura de 25°C desde un volumen de 10L hasta un volumen de 40L. Asumiendo comportamiento ideal encuentre:

a) Q, W, ΔU, Δ S, ΔSalr, ΔH, ΔG y ΔAb) Q, W, ΔU, ΔS, ΔSalr, ΔH, ΔG y ΔA si el mismo proceso ocurre de manera reversible.

4) (Mortimer) Asuma que un gas es descrito adecuadamente por las siguientes dos ecuaciones de estado:

En las que se puede demostrar que

a) Encuentre una ecuación para calcular ΔG para un cambio de presión isotérmico. b) Encuentre una ecuación para calcular ΔA para un cambio de volumen isotérmico. c) Calcule para una expansión isotérmica a 50°C de 2mol de CO2 desde una presión de 5atm a

una presión de 1atm. Para CO2 a 50°C

5) (Atkins) Calcular el cambio en la energía de Gibbs de 35g de etanol (=0.789g/cm3) cuando la presión se incrementa de forma isotérmica desde 1atm hasta 300atm.

6) (Ball) De acuerdo a la expresión:

Y si los para una fase condensada se pueden aproximar por la ecuación:

Calcular la presión necesaria para que la transformación:

C (grafito) C (diamante)

Este en equilibrio si se toma en cuenta que ΔfG° del diamante es 2.9KJ/mol y que las densidades para el grafito y del diamante son 2.25g/cm3 y 3.51g/cm3 respectivamente

7) (Ball) Demuestre que K=K1/2 si los coeficientes de una reacción balanceada se dividen entre dos. Generalice este resultado cuando los coeficientes se multiplican por cualquier valor m.

8) (Mortimer) Calcule ΔrH°, ΔrS°, ΔrH° − TΔrS° y ΔrG° a 25°C para la reacción

CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)

a) Repita sus cálculos a una temperatura de 225°C asumiendo que las capacidades caloríficas son constantes.

b) Si se queman 2 moles de metano a presión constante a una temperatura de 225°C y 80% del calor producido se transfiere a un motor de vapor cuya eficiencia es del 75% de la eficiencia máxima de un motor de Carnot que opera entre 200°C y 100°C, encuentre la cantidad de trabajo en joules que se puede hacer en los alrededores.

9) (Alberty)Un recipiente de 1L contiene 0.233 moles de N2 y 0.341 de PCl5, se calienta a 250°C. La PT en el equilibrio es de 29.33 bar. Asumiendo comportamiento ideal, calcule la constante de equilibrio para la disociación del PCl5 de acuerdo a:

PCl5 (g) Cl2 (g) + PCl3 (g)

10) (McQuarrie) Encuentre el valor de Kp para la siguiente reacción:

BrCl (g) + ½ I2 ½ Cl2 (g) + IBr (g)

Si se tienen los siguientes valores de Kp para

2BrCl (g) Br2 (g) + Cl2 (g) Kp= 0.169

2IBr (g) Br2 (g) + I2 (g) Kp= 0.0149

11) (Ball) Determine ΔrG° y ΔrG para la siguiente reacción a 25°C. Las presiones parciales de los productos y reactivos se dan en la ecuación química.

O2 (g, P=034bar) + 2CO (g, P=0.65bar) 2CO2 (g, P=0.025bar)

12) (McQuarrie) Considere la reacción descrita por

CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g)

Las capacidades caloríficas molares en el rango de 300K a 1500K se pueden expresar mediante:

SubstanciaCO2(g) 3.127+5.231*10-3T-1.784*10-6T2

H2(g) 3.496-1.006*10-4T+2.419*10-7T2

CO(g) 3.191+9.239*10-4T-1.41*10-7T2

H2O(g) 3.651+1.156*10-3T+1.424*10-7T2

Dado que a 300K se tiene los siguientes valores:ΔH°f (KJ/mol)

CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)

-393.523 0 -110.516 -241.844Y que Kp=0.695 a 1000K, encuentre una expresión para la variación de Kp, ΔrH°, ΔrS° y ΔrG° con la temperatura. Calcule la composición al equilibrio a las temperaturas de 1000 y 1400K

13) (McQuarrie) La dependencia con la temperatura en el intervalo de 300K a 600K de la constante de equilibrio para la reacción:

2C3H6 (g) C2H4 (g) + C4H8 (g)

Viene dada por:

Calcule los valores de ΔrH°, ΔrS°, ΔrG° y la composición a 525K14) (McQuarrie) Los siguientes datos experimentales fueron determinados para la siguiente

reacción:

SO3 (g) SO2 (g) + ½ O2 (g)

T(K) 800 825 900 953 1000ln Kp -3.263 -3.007 -1.899 -1.173 -0.591

Calcule los valores de ΔrH°, ΔrS° y ΔrG° a 900K

15) (Ball) En el caso de la siguiente reacción:

2Na (g) Na2 (g)

Se han determinado los siguientes valores para la constante de equilibrio:T(K) Kp

900 1.321000 0.471100 0.211200 0.1

Calcular ΔrG° y ΔrS°