Deber 2

Entalpía y Calorimetría

1. Considere la reacción siguiente, que se efectúa a temperatura y presión ambientes:

2Cl(g)→Cl2 (g)∆ H=−243.5KJ

¿Cuál tiene la entalpía más alta en estas condiciones, 2Cl(g) o Cl2(g)?

2. Sin consultar tablas, indique cuál tiene más alta entalpía en cada caso: (a) 1 mol CO2(s) o 1 mol CO2(g) a la misma temperatura; (b) 2 mol de átomos de hidrógeno o 1 mol de H2; (c) 1 mol de H2(g) y 0.5 mol de O2(g) a 25°C o 1 mol H2O(g) a 25°C; (d) 1 mol N2(g) a 100°C o 1 mol N2(g) a 300°C.

3. Calcule el cambio de energía interna del sistema en un proceso en el que el sistema absorbe 140 J de calor del entorno y efectúa 85 J de trabajo sobre el entorno.

4. Un método común para generar cantidades pequeñas de oxígeno gaseoso en el laboratorio solía ser calentar KClO3:

2KClO3(S )→2K Cl (s )+3O 2(g )

∆ H=−89.4KJ

Para esta reacción, calcule ∆ Hpara la formación de a) 4.34 mol de O2; b) 200.8 g de KCl

5. Dos objetos sólidos, A y B, se colocan en agua en ebullición y se permite que alcancen la temperatura del agua. Después, se sacan y se colocan cada uno en un vaso que contiene 1000 g de agua a 10.0°C. El objeto A eleva la temperatura del agua en 3.50°C; el objeto B eleva la temperatura del agua en 2.60°C. (a) ¿Cuál objeto tiene mayor capacidad calorífica? (b) ¿Qué puede decir acerca de los calores específicos de Ay B?

6. (a) ¿Qué capacidad calorífica molar tiene el agua líquida? (b) Calcule la capacidad calorífica de 8.42 mol de agua líquida. (c) ¿Cuántos kJ de calor se necesitan para elevar la temperatura de 2.56 kg de agua de 44.8ºC a 92.0ºC?

7. El calor específico del tolueno (C7H8) es de 1.13 J/g-K. ¿Cuántos J de calor se requieren para elevar la temperatura de 62.0 g de tolueno de 16.3ºC a 38.8ºC?

8. Cuando una muestra de 9.55 g de hidróxido de sodio sólido se disuelve en 100.0 g de agua en un calorímetro de vasos para café (Figura 5.18), la temperatura se eleva de 23.6ºC a 47.4ºC. Calcule ΔH (en kJ/mol NaOH) para el proceso de disolución

NaOH ( s)→Na+¿+OH( ac)

−¿¿¿

9. Una muestra de 2.200 g de quinona (C6H4O2) se quema en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorífica total es de 7.854 kJ/ºC. La temperatura del calorímetro aumenta de 23.44ºC a 30.57ºC. Calcule el calor de combustión por gramo de quinona. Calcule el calor de combustión por mol de quinona.

10. En condiciones de volumen constante, el calor de combustión de la glucosa (C6H12O6) es de 15.57 kJ/g. Una muestra de 2.500 g de glucosa se quemó en una bomba calorimétrica. La temperatura del calorímetro aumentó de 20.55ºC a 23.25ºC. (a) Calcule la capacidad calorífica total del calorímetro. (b) Si el tamaño de la muestra de glucosa hubiera sido exactamente el doble, ¿cuál habría sido el cambio de temperatura del calorímetro?

11. Una muestra de 1.800 g de fenol (C6H5OH) se quemó en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorífica total es de 11.66 kJ/ºC. La temperatura del calorímetro más su contenido aumentó de 21.36ºC a 26.37ºC. (a) Escriba una ecuación química balanceada para la reacción de la bomba calorimétrica. (b) Calcule el calor de combustión por gramo de fenol. Calcule el calor de combustión por mol de fenol.

12. Si se mezclan 50.0 mL de AgNO3 0.100 M y 50.0 mL de HCl 0.100 M en un calorímetro a presión constante, la temperatura de la mezcla aumenta de 22.30ºC a 23.11ºC. El aumento de temperatura se debe a esta reacción:

AgNO3(ac)+HCl(ac)→AgCi(s)+HNO3 (ac)Calcule ΔH para esta reacción, suponiendo que la disolución combinada tiene una masa de 100 g y un calor específico de 4.18 J/g-ºC.

13. El peróxido de hidrógeno puede descomponerse en agua y oxígeno por la reacción:2H 2O2 (l )→2H 2O(l)+O2 (g)

∆ H=−196JCalcule el valor de q cuando 5.00 g de H 2O2(l)se descompone a presión constante.