Prerrequisitos
- Ley de Hess: la variación de entalpía de una reacción es la misma independientemente del camino seguido; se puede calcular sumando/restando/multiplicando ecuaciones intermedias con sus entalpías
- Al invertir una ecuación, el signo de su entalpía se invierte; al multiplicarla por un factor, la entalpía se multiplica por ese mismo factor
- Para combinar ecuaciones y obtener la ecuación objetivo, hay que sumar o restar las ecuaciones intermedias de forma que las especies no deseadas se cancelen
a) Se dan las entalpías de combustión: C(s)+O2(g)→CO2(g), ΔH=-394 kJ/mol; H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l), ΔH=-286 kJ/mol; CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l), ΔH=-891 kJ/mol. b) Se dan las ecuaciones: H2(g)+F2(g)→2HF(g), ΔH=-x kJ; C(s)+2F2(g)→CF4(g), ΔH=-y kJ; 2C(s)+2H2(g)→C2H4(g), ΔH=+z kJ.
a
Calcule el valor de la entalpía de formación del metano a partir de las entalpías de combustión dadas.
[1]
b
Determine la expresión de ΔH, en términos de x, y, z, para la reacción: C2H4(g)+6F2(g) → 2CF4(g)+4HF(g).
[1]
Pistas progresivas
- 1General - en ambos casos hay que combinar las ecuaciones dadas (sumando, restando o multiplicando) para llegar a la ecuación objetivo, sumando también sus entalpías con el mismo tratamiento.
- 2Apartado a) - la entalpía de formación del metano es la entalpía de: C(s)+2H2(g)→CH4(g). Combina las tres ecuaciones de combustión dadas (2 veces la del H2, más la del C, menos la del CH4 invertida) para llegar a esa ecuación objetivo.
- 3Apartado b) - la ecuación objetivo necesita 1 C2H4, 6 F2, 2 CF4 y 4 HF. Multiplica la primera ecuación (HF) por 2, la segunda (CF4) por 2, e invierte la tercera (C2H4 como reactivo, no producto) para que las especies intermedias se cancelen correctamente.
Teoría básica
- Ley de Hess: la variación de entalpía de una reacción es independiente del camino, y se puede calcular combinando ecuaciones intermedias con entalpías conocidas.
- Invertir una ecuación invierte el signo de su ΔH; multiplicarla por un factor multiplica su ΔH por ese mismo factor.
- Para combinar ecuaciones, hay que sumarlas/restarlas de forma que todas las especies que no aparecen en la ecuación objetivo se cancelen.
Refuerzo
Libro — Chemistry 2023 Oxford - Reactividad 1.2, ley de Hess.
Cuadernillo — Examen: EXAMENES AÑOS ANTERIORES/2022/NOV/Chemistry_paper_1__SL_Spanish.pdf preg. 14, y 2024/NOV 24/Chemistry_paper_1__SL_Spanish.pdf preg. 14; mark schemes en las mismas carpetas.
Vídeo —
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Apartado a) —
ΔHf(CH4) = (-394) + 2×(-286) - (-891) = -394-572+891 = -75 kJ/mol (opción D del examen original: -394-(2×286)+891).
Apartado b) —
ΔH = -2x-2y-z (opción D del examen original).