3. Calcula el calor de formación del benceno (C6H6) a partir de los siguientes datos:
Entalpía de formación del CO2 (g) = - 376,2 kJ C (s) + 02 (9) - C02 (g)
Entalpía de formación del H20 (l) = - 273,3 kJ
H2 (g) + 1/2 02 (g) — H20 (l)
Entalpía de combustión del C6H6 (l) = - 3.124 kJ
C6H6 (l) + 15/2 02 (g) — 6 CO2 (g) + 3 H20 (l)
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH°f(CO2) = -376.2 kJ/mol [1]
H2(g) + (1/2) O2(g) → H2O(l) ΔH°f(H2O) = -273.3 kJ/mol [2]
C6H6(l)+(15/2) O2→6 CO2+3 H2O ΔH°r = -3124 kJ/mol [3]
Reacción de formación de un compuesto: la reacción en la que se forma 1 mol de compuesto a partir de sus elementos (las dos primeras reacciones son reacciones de formación, una del CO2 y la otra del H2O. La tercera, no).
La entalpía de formación ΔH°f de un compuesto es la entalpía de la reacción de formación de ese compuesto.
La reacción de formación del benceno C6H6 es
6 C(s) + 3 H2(g) → C6H6(l) ΔH°f(benceno)
en la que ΔH°f es la entalpía de formación del benceno en condiciones estándar.
Deberemos averiguar el valor de ΔH°f(benceno) a partir de las entalpías de las reacciones dadas.
Para ello aplicaremos la ley de Hess; teniendo presente la reacción de la que queremos saber su entalpía, iremos sumando o restando las ecuaciones dadas multiplicadas por coeficientes adecuados, de manera que el resultado sea la ecuación de la reacción de formación del benceno.
En el primer miembro de la reacción de formación del benceno tenemos 6 mol de C(s) y 3 mol de H2(g), así que sumaremos la [1 ] multiplicada por 6 y la [2] multiplicada por 3:
6 C(s) + 6 O2 + 3 H2(g) + (3/2) O2(g) → 6 CO2(g) + 3 H2O(l)
Ya tenemos en el primer miembro 6 C(s) y 3 H2(g), aunque con otras cosas.
Ahora necesitamos tener en el segundo miembro 1 mol de C6H6(l); para ello sumamos la ecuación [3] cambiada de signo, es decir, escribiendo su segundo miembro en el primer miembro de nuestra suma, y su primer miembro en el segundo de nuestra suma:
6 C(s) + 6 O2 + 3 H2(g) + (3/2) O2(g) + 6 CO2(g) + 3 H2O(l) → 6 CO2(g) + 3 H2O(l) + C6H6(l) + (15/2) O2(g)
Simplificando queda
6 C(s) + 3 H2(g) → C6H6(l) ΔH°f(benceno)
que es la reacción de formación del benceno. La entalpía de esta reacción será la suma de las entalpías de las reacciones [1]·6 y [2]·3 menos la entalpía de la reacción [3]:
ΔH°f(benceno) = -376.2 ·6 + (-273.3) · 3 - (-3124) = 46.9 kJ/mol