Problemas Resueltos de Termoquímica PDF

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Problemas Resueltos de Termoquímica....

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Termoquímica 1. ¿Cuánto calor hace falta para elevar la temperatura de 7,35 g de agua de 21,0 a 98,0 ºC? Calor específico del agua en ese intervalo de temperatura es 4,18 J g-1 ºC-1 2. A 50 g de agua a 22 ºC contenida en un vaso que está térmicamente aislado se le añade 150 g de plomo a 100 ºC. La temperatura de la mezcla resulta ser de 28,8 ºC. Calcular el calor específico del plomo 3. Un trozo de plata de 75 g se calienta hasta 80 ºC y se sumerge en 50 g de agua a 23,2 ºC. La temperatura final de la mezcla es 27,6 ºC ¿Cuál es el calor específico de la plata. Calor específico del agua en ese intervalo de temperatura es 4,18 J g-1 ºC-1 4. Cuando se añade 1 kg de plomo a 100 ºC a cierta cantidad de agua a 28,5 ºC, la temperatura final de la mezcla es 35,2 ºC ¿Qué masa de agua hay? 5. Se añade una muestra de 100 g de cobre a 100 ºC (calor específico 0,385 J g-1 ºC1 ) a 50 g de agua a 26,5 ºC ¿Cuál es la temperatura final de la mezcla cobre-agua? 6. Un trozo de hierro de 465 g se saca de un horno y se sumerge en 375 g de agua en un recipiente aislado. La temperatura del agua aumenta de 26 a 87 ºC. Si el calor específico del hierro es 0,449 J g-1 ºC-1 ¿Cuál era la temperatura original del horno? Calor específico del agua en ese intervalo de temperatura es 4,18 J g-1 ºC-1 7. La combustión de 1,010 g de sacarosa, C12H22O11, en una bomba calorimétrica hace que la temperatura se eleve de 24,92 hasta 28,33 ºC. La capacidad calorífica del conjunto es 4,90 kJ/ºC. a) ¿Cuál es el calor de combustión de la sacarosa, expresado en kJ por mol de sacarosa? b) Verifique la frase publicitaria que en una cucharadita de azúcar (aproximadamente 4,8 g) sólo contiene 19 calorías. 8. La combustión de una muestra de 1,176 g de ácido benzoico (HC7H5O2) en una bomba calorimétrica ocasiona un incremento de la temperatura de 4,96 ºC ¿Cuál es la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica? El calor de combustión del ácido benzoico es -26,42 kJ/g. 9. ¿Qué trabajo expresado en julios se realiza cuando 0,1 mol de He a 298 K y presión 2,40 atmósferas se expande a temperatura constante y presión final de 1,30 atmósferas? 10. En la expansión de un gas, éste absorbe un calor de 25 J y realiza un trabajo de 243 J ¿Cuál es el valor de ΔU Para este gas? 11. ¿Qué cantidad de calor está asociada a la combustión completa de 1 kg de sacarosa, C12H22O11? ΔH = - 5,65 x 103 kJ 12. ¿Qué masa de sacarosa debe quemarse para tener un calor 1 x 103 kJ? 13. Calcule ΔH para el proceso en el que 50 g de agua pasan del estado líquido a 10 ºC a vapor a 25 ºC? Entalpía molar de vaporización 44 kJ/mol

14. Calcule la variación de entalpía cuando se calienta un cubo de hielo de 2 cm de arista desde -10 ºC hasta una temperatura final de 23,2 ºC. Utilice como valor de la densidad del hielo 0,917 g/cm3, del calor específico 2,01 Jg-1 ºC-1 y de la entalpía de fusión 6,01 kJ/mol 15. ¿Cuál es la máxima cantidad de hielo a -15 ºC que puede transformarse completamente en vapor de agua a 25 ºC si el calor disponible para este proceso es 5 x 103 kJ? 16. Utilice los calores de combustión que se dan a continuación para calcular ΔHº de la reacción: 3 C(grafito) + 4 H2(g)  C3H8(g) ΔHº combustión

C3H8(g) = - 2219 kJ/mol C3H8(g) C(grafito) = -393,5 kJ/mol C(grafito) H2(g) = -285,8 kJ/mol H2(g)

17. El calor de combustión del propeno, C3H6(g) es – 2058 kJ/molC3H8. Utilice este valor y los datos del ejemplo anterior para determinar ΔHº de la hidrogenación de propeno a propano: CH3CH═CH2(g) + H2(g)  CH3CH2CH3(g) 18. A partir de los datos del problema anterior y de la reacción que se da a continuación determine la entalpía de combustión de un mol de 1-propanol, CH3CHOHCH3(l) CH3CH═CH2(g) + H2O(l)  CH3CHOHCH3(g) ΔH0 = - 52,3 kJ 19. Determine ΔHo para la reacción C2H4(g) + Cl2(g)  C2H4Cl2(l) sabiendo que 4 HCl(g) + O2(g)  2 Cl2(g) + 2 H2O(l) ΔHo = - 202,4 kJ 2 HCl(g) + C2H4(g) + ½ O2(g)  C2H4Cl2(l) + H2O(l) ΔHo = - 318,7 kJ 20. Calcular el calor de formación del éter dietílico, C4H10O mediante los siguientes datos: C4H10O(l) + 6 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(l) ∆H = - 2761,4 kJ C(graf) + O2(g) → CO2(g) ∆H = - 393,5 kJ H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ∆H = - 285,8 kJ 21. Utilice la ley de Hess y los siguientes datos: CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(g) ΔHo = CH4(g) + CO2(g)  2 CO(g) + 2 H2(g) ΔHo = CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3 H2(g) ΔHo = o Para calcular ΔH de la reacción: CH4(g) + ½ O2(g)

- 802 kJ + 247 kJ + 206 kJ  CO(g) + 2 H2(g)

22. La entalpía de formación del formaldehído a 298 K es ΔHºf = - 108,6 KJ/molHCHO(g). Escriba la ecuación química a la que se refiere este valor. 23. La entalpía de formación del aminoácido leucina, C6H13O2N(s) es ΔHºf = - 637,3 KJ/mol. Escriba la ecuación química a la que se refiere este valor. 24. ¿Cuál es la relación entre ΔHº para la siguiente reacción y la entalpía de formación estándar de NH3(g) de la tabla 7.2? ¿Cuál es el valor de ΔHº? 2 NH3(g)  N2(g) + 3 H2(g)

25. Calcular la entalpía de combustión estándar del etano C2H6(g) 26. Calcular la entalpía de combustión estándar del etanol, CH3CH2OH(l) 27. Utilice los datos que se dan a continuación y en la tabla 7.2 para calcular ΔHºf del benceno, C6H6(l). 2 C6H6(l) + 15 O2(g)  12 CO2(g) + 6 H2O (l) ΔHº = - 6535 kJ 28. La reacción neta que tiene lugar el la fotosíntesis de las plantas es 6 CO2(g) + 6 H2O(l)  C6H12O6(g) + 6 O2(g) ΔHº = 2803 kJ Determinar la entalpía estándar de formación de la glucosa, C6H12O6 a 298 K. 29. Un manual proporciona como valor de la entalpía de combustión estándar del dimetil éter a 298 K – 31,70 kJ/g (CH3)2O(g) ¿Cuál es la entalpía estándar de formación molar del dimetil éter a 298 k?

Tabla 7.2

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Valores para reacciones en las que se forma un mol de producto. Los valores están redondeados a cuatro cifras significativas...