ejercicios variados

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Ejercicios sobre Espontaneidad de las Reacciones Químicas:
1. Determinando la espontaneidad: Clasificación de reacciones
Titulo: Determinando la espontaneidad
a) Escribe la ecuación química para la reacción de formación de amoníaco (NH3) a partir de
nitrógeno gaseoso (N2) e hidrógeno gaseoso (H2). ¿Es esta reacción espontánea a
temperatura ambiente?
b) Indica si las siguientes reacciones son espontáneas o no: i) 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)
ii) 2Fe (s) + 3Cl2 (g) → 2FeCl3 (s).
2. Cálculo de la variación de entropía
Titulo: Cálculo de la variación de entropía
a) Calcula la variación de entropía (∆S) cuando 2 moles de H2O (g) se convierten en 2
moles de H2O (l) a 100°C y 1 atm de presión.
b) ¿Cuál es la variación de entropía (∆S) cuando 1 mol de O2 (g) se descompone en 2
moles de O (g) a 25°C y 1 atm de presión?
3. Predicción de la espontaneidad con la Ley de Guldberg-Waage
Titulo: Predicción de la espontaneidad
Utiliza la Ley de Guldberg-Waage para determinar si las siguientes reacciones alcanzarán el
equilibrio o si la reacción es espontánea en la dirección indicada:
a) CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g)
b) N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
4. Relación entre espontaneidad y energía libre de Gibbs
Titulo: Relación espontaneidad y energía libre
a) Calcula la variación de energía libre de Gibbs (∆G) a 298 K para una reacción cuya
constante de equilibrio (K) es igual a 0.5. ¿Es esta reacción espontánea en la dirección
indicada?
b) Si ∆G para una reacción es -30 kJ/mol, ¿en qué dirección ocurrirá la reacción a 298 K?
5. Influencia de la temperatura en la espontaneidad
Titulo: Influencia de la temperatura
a) ¿Qué sucederá con la espontaneidad de una reacción exotérmica si la temperatura
aumenta? Explique su respuesta.
b) ¿Cómo se ve afectada la espontaneidad de una reacción endotérmica si la temperatura
disminuye? Explique su respuesta.
Ejercicios sobre Sistemas Termodinámicos:
1. Clasificación de sistemas termodinámicos
Titulo: Clasificación de sistemas
Indica si los siguientes sistemas son abiertos, cerrados o aislados:
a) Un vaso de agua abierto a la atmósfera.
b) Un cilindro de gas sellado con un émbolo móvil.
c) Un termo con café caliente bien tapado.
d) Un refrigerador funcionando en una habitación cerrada.
2. Relación presión-volumen de un gas ideal
Titulo: Relación presión-volumen
a) Un gas ideal ocupa un volumen de 5 litros a una presión de 2 atmósferas. Si se comprime
a la mitad de su volumen original, ¿cuál será la nueva presión en atmósferas?
b) Si un gas ideal ocupa un volumen de 10 litros a una presión de 3 atmósferas, ¿qué
volumen ocupará si la presión se reduce a 1 atmósfera?
3. Cambio de entropía en un sistema aislado
Titulo: Cambio de entropía en sistema aislado
Un bloque de hielo a -10°C se deja en un ambiente a 20°C. Calcula el cambio de entropía
del sistema (bloque de hielo) y del entorno (ambiente) durante este proceso.
4. Ecuaciones de estado y diagramas P-V
Titulo: Ecuaciones de estado y diagramas P-V
a) Un gas sigue la ecuación de estado PV = nRT. Si se tienen 2 moles de gas a 300 K,
¿cuál será su volumen a 2 atmósferas de presión?
b) Representa gráficamente un proceso isotérmico de un gas ideal en un diagrama P-V.
5. Transferencia de calor en un sistema termodinámico
Titulo: Transferencia de calor
Un bloque de hierro de 2 kg a 100°C se coloca en contacto con un bloque de aluminio de 1
kg a 20°C. Calcula el calor transferido y la temperatura final de ambos bloques, sabiendo
que los calores específicos son: hierro = 0.45 J/g°C y aluminio = 0.90 J/g°C.