Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Entalpía de la reacción. Brown 15ed. Problema 5.80

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Considera la descomposición del benceno líquido, C₆H₆(l), en acetileno gaseoso, C₂H₂(g): C₆H₆(l) → 3 C₂H₂(g)  ΔH = +630 kJ (a) ¿Cuál es el cambio de entalpía para la reacción inversa? (b) ¿Cuál es ΔH para la formación de 1 mol de acetileno? (c) ¿Qué reacción es más probable que esté favorecida termodinámicamente: la directa o la inversa? (d) Si se consumiera C₆H₆(g) en lugar de C₆H₆(l), ¿esperarías que la magnitud de ΔH aumente, disminuya o se mantenga igual? Explica.

Etapa analítica

(a) ¿Cuál es el cambio de entalpía para la reacción inversa? ΔH(rev) = -630 kJ

(c) ¿Qué reacción es más probable que esté favorecida termodinámicamente: la directa o la inversa? La reversa por su entalpía negativa, pues la liberación de energía generalmente es la dirección favorable.

d) Si se consumiera C₆H₆(g) en lugar de C₆H₆(l), ¿esperarías que la magnitud de ΔH aumente, disminuya o se mantenga igual? Explica. El líquido comienza en un punto de energía mas bajo, al tenerlo en gas, significaría el reactivo tiene mayor valor de energía y por ende una mayor negatividad, y el resultado de la resta bajaría, por lo tanto disminuye.

Usaremos el Teorema de la entalpía de reacción como función de la cantidad o de la masa de una sustancia.

Etapa numérica

(b) ¿Cuál es ΔH para la formación de 1 mol de acetileno? El acetileno C₂H₂(g) tiene número estequiométrico de 3.

\[\Delta H = +630 \frac{\, {\color{purple} \textbf{kJ}}}{\, {\color{purple} \textbf{mol}}} \cdot \frac{1 \, {\color{purple} \textbf{mol}}}{3} = +210 \, {\color{purple} \textbf{kJ}} \tag{1}\]

\[1 \, {\color{purple} \textbf{mol} \color{Steelblue} \ce{C2H2(g)}}  \times \frac{+630 \, {\color{purple} \textbf{kJ} \color{Steelblue} \ce{rxn}}}{3 \, {\color{purple} \textbf{mol} \color{Steelblue} \ce{C2H2(g)}}} = +210 \, {\color{purple} \textbf{kJ} \color{Steelblue} \ce{rxn}} \tag{1b}\]

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C., Woodward, P., Stoltzfus, M., & Lufaso, M. (2022). Chemistry: The central science (15th ed.). Pearson Education.