3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 273
16.19. Calcule la temperatura del cambio de fase para la conversión de estaño gris a estaño blanco, a una atmósfera, usando los
datos termodinámicos de la tabla 16-1.
Resp. 9°C (el valor observado es 13°C)
16.20. Para la producción del gas pobre: C(s, grafito) + H 2 O(g) CO(g) + H 2 (g). a) ¿Cuál es el valor de ∆G o para esta reacción
a 25°C? b) Calcule la temperatura a la que ∆G o = 0.
Resp. a) 91.44 kJ; b) 982 K. La extrapolación para llegar a este resultado es de tal magnitud que cabe esperar un error
apreciable. El valor experimental es 947 K, no tan alejado de la estimación.
16.21. El valor de ∆G o para la formación de HI(g) a partir de sus elementos en estado gaseoso es −10.10 kJ/mol a 500 K. Cuando
f
la presión parcial del HI es 10 atm y la del I 2 es 0.001 atm, ¿cuál debe ser la presión parcial del hidrógeno para reducir a 0
la magnitud de ∆G a esta temperatura?
Resp. 7.8 × 10 2 atm
16.22. ¿En qué condiciones podría ser espontánea la descomposición de Ag 2 O(s) en Ag(s) y O 2 (g) a 25°C?
Resp. La presión parcial del oxígeno debe ser menor que 0.090 torr.
16.23. El valor de S o para la plata es 42.72 J/K · mol. a) Estime la temperatura mínima para que la descomposición del Ag 2 O(s)
sea espontánea (vea el problema 16.22) cuando la presión del oxígeno es 1.00 atm. b) Estime la temperatura cuando la
presión parcial del oxígeno es 0.21 atm.
Resp. a) 466 K; b) 425 K
16.24. El efecto de cambiar el estado estándar de 1 atm a 1 bar es el aumento de las entropías molares, S o , de todas las sustancias
gaseosas en 0.109 J/k · mol a 298.2 K. Convierta Hf o de: a) CH 3OH(l); b) CH 3 OH(g); c) H 2 O(l), y d ) Sn(s, gris), en el
estado estándar de 1 bar. Suponga que dentro de la precisión de las tablas en este texto, Hf o de todas las sustancias no
varía debido a este pequeño cambio de estado estándar.
Resp.
a) –166.28 kJ/mol; b) –161.95 kJ/mol; c) –237.14 kJ/mol; d ) 0.12 kJ/mol
16.25. Si N 2 O 2 2NO, indique qué efecto tendría, sobre el equilibrio de la reacción, a) aumento en la temperatura; b) disminución
de la presión; c) mayor concentración de O 2 ; d ) menor concentración de N 2 ; e) mayor concentración de NO; f )
la presencia de un catalizador.
Resp. Se favorece: a) la reacción directa; b) ninguna reacción; c) la reacción directa; d ) la reacción inversa;
e) la reacción inversa; f ) ninguna reacción.
16.26. Determine el efecto, sobre los siguientes equilibrios de reacción, de: a) aumento en la temperatura; b) aumento de la presión:
1. CO(g) H 2 (g) CO 2 (g) H 2 (g) 2. 2SO 2 (g) O 2 (g) 2SO 3 (g)
3. N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) 4. H 2 O(g) H 2 (g) 1 2 O 2(g)
5. 2O 3 (g) 3O 2 (g) 6. CO(g) 2H 2 (g) CH 3 OH(g)
7. CaCO 3 (s) CaO(s) CO 2 (g) 8. C(s) H 2 O(g) H 2 (g) CO(g)
9. 4HCl(g) O 2 (g) 2H 2 O(g) 2Cl 2 (g) 10. C(s, diamante) C(s, grafito)
Resp. F = se favorece la reacción directa; B = se favorece la reacción inversa.
1. a)B, b) ninguna 2. a) B, b) F 3. a) F, b)B 4. a)F, b) B
5. a)B, b)B 6. a) B, b) F 7. a) F, b) B 8. a)F, b) B
9. a)B, b)F 10. a) B, b) B
16.27. Suponiendo que ∆H o y ∆S o permanezcan constantes, deduzca una ecuación que relacione K 1 , a la temperatura T 1 , con K 2 ,
a la temperatura T 2 , partiendo de la ecuación (16-11).
Resp. ln(K 2 /K 1 ) = (H o /R)(T 2 − T 1 )/T 2 T 1
16.28. Para la reacción de neutralización:
H (ac) OH (ac)
H 2 O(l)
*Este equilibrio sólo puede existir en condiciones muy especiales. Densidad del diamante = 3.5; densidad del grafito = 2.3 g/cm 3 .