Química, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Termoquímica. Entalpías de enlace.

 

 

Problema 1.

a) A partir de las energías de enlace que aparecen al final, determine la entalpía normal de reacción del siguiente proceso, indicando si éste es exotérmico o endotérmico:

CH4 (g)   +   Cl2 (g)   →    CH3Cl (g)   +   HCl (g)

b) ¿Qué energía se desprende (o absorbe, depende de lo establecido en el apartado anterior) al tratar 100 g de metano con cloro en exceso?

Datos:

ΔH[C-H] = 415’3 kJ/mol; ΔH[Cl-Cl] = 243’8 kJ/mol; ΔH[C-Cl] = 327’8 kJ/mol; ΔH[H-Cl] = 432’4 kJ/mol

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a) Primero planteamos la reacción química y comprobamos que esté bien ajustada:

 

 

Recuento de enlaces en reactivos (enlaces que se han de romper):

            4 enlaces C-H en el metano.

            1 enlace Cl-Cl en el cloro.

 

Recuento de enlaces en productos (enlaces que se han de formar):

            3 enlaces C-H en el clorometano

            1 enlace C-Cl en el clorometano

            1 enlace Cl-H en el cloruro de hidrógeno

 

Una vez realizado el recuento, para estimar el valor de la entalpía de la reacción utilizaremos la siguiente expresión:



 

Donde m y n son los coeficientes estequiométricos de reactivos y productos en la reacción ajustada.

En nuestro caso:

 

 

 

 

Sustituyendo:

 

 

En este caso, como todos los coeficientes estequiométricos son la unidad, podemos decir que la entalpía de reacción es para cualquiera de los reactivos o productos, aunque se suele plantear, en este caso para el metano:

 

 

 

 

b) Primero determinaremos la masa molecular del metano y el número de moles que corresponden a 100 g de reactivo.

 

 

 

 

De acuerdo con el resultado del apartado anterior, por cada mol de metano que reacciona se desprenden 101 kJ. Por tanto, con 6,25 moles de metano se desprenderán:

 

 

El calor de reacción es desprendido, lo podemos expresar como sigue:

 

 

 

 

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