T4 Quim300 I 2019
T4 Quim300 I 2019
T4 Quim300 I 2019
Problema 1. Una cantidad de 0.35 mol de un gas ideal a 15.6 °C se expande de 1.2 L a 7.4 L. Calcule los valores de w,
q, ∆U , ∆S y ∆G si el proceso se realiza a) isotérmica y reversiblemente, y b) isotérmica e irreversiblemente contra una
presión externa de 1.0 atm.
Problema 2. Un método para preparar hidrógeno a escala industrial aprovecha la siguiente reacción:
Prediga si esta reacción será espontánea a 298 K. Si no, ¿a qué temperatura ocurrirá espontáneamente la reacción? Suponga
que ∆r H° y ∆r S° son independientes de la temperatura.
Problema 3. Una muestra de 0.590 mol de un gas ideal a 300 K y 1.50 bar se comprime isotérmicamente a una presión
final de 6.90 bar. Calcule el cambio en la energía de Gibbs para este proceso.
Problema 4. Mediante datos tabulados de ∆f G°, determine si la fermentación a temperatura ambiente de la α-D-glucosa
en solución acuosa en etanol y CO2 (g) está termodinámicamente favorecida. Dato: ∆f G°[α-D-glucosa(ac)] = −914.5
kJ/mol.
Problema 5. Sin consultar ninguna tabla de datos, calcule la cantidad ∆r G° − ∆r A° para la siguiente reacción a 298
K:
C(s) + CO2 (g) −−→ 2 CO(g)
Suponga que los gases se comportan de manera ideal.
Problema 6. Considere la síntesis de la descomposición del carbamato de amonio según la siguiente reacción química:
−−
NH4 CO2 NH2 (s) )−*
− CO2 (g) + 2 NH3 (g) ∆r G°298 = 20.68kJ.
El ∆r G°298 se calculó a partir de los ∆r G°298 tabulados de reactantes y productos. Suponiendo que los gases tienen
comportamiento ideal, calcule ∆r G a una presión de 10.0 bar
Problema 7. El valor de ∆r G° para la descomposición de un mol de H2 O(l) a H2 (g) y O2 (g) a un bar y 298.15 K es 237.1
kJ/mol. Calcule el voltaje mínimo requerido para descomponer un mol de H2 O(l) a un bar y 298.15 K por electrólisis.
Problema 8. Como aproximación, podemos asumir que las proteínas existen en un estado nativo (o fisiológicamente fun-
cional) o en un estado desnaturalizado. La entalpía y entropía molar estándar de la desnaturalización de una determinada
proteína son 512 kJ/mol y 1.60 kJ/mol K, respectivamente. Comente los signos y magnitudes de estas cantidades y calcule
la temperatura a la cual la desnaturalización se vuelve espontánea.
Problema 9. La entalpía molar de vaporización del benceno en su punto de ebullición normal (80.09 °C) es de 30.72
kJ/mol. Suponiendo que ∆vap H y ∆vap S mantengan constantes en sus valores, calcule el valor de ∆vap G a 75.0 °C, 80.09
°C y 85.0 °C. Interpreta estos resultados físicamente.
Problema 10. Los siguientes datos muestran la variación de la presión de vapor del agua en función de la temperatura:
Respuestas
1. a) ∆U = ∆H = 0, w = −1.5 × 103 J, ∆S = 5.4 J/K, ∆G = −1.5 × 103 J b) w = −6.3 × 102 J
6. -
7. 1.23 V
8. -
9. ∆vap G[80.09°C] = 0, ∆vap G[75.0°C] = 441.4 J/mol, ∆vap G[75.0°C] = −428.3 J/mol
10. 42.3 kJ/mol