EJERCICIOS DE TERMOQUIMICA Y TERMODINAMICA

1. Calcule el trabajo realizado cuando 2,0 moles de hidrógeno se expanden isotérmicamente y reversiblemente, desde un volumen de 15 a 50 litros contra una presión constante de una atmósfera a 25ºC.SOL.w = nRTlnV2/V1 = (2,0 mol) (8,3 J.mol-1. K-1) (298K) (ln(50/15) = 5.965 JObserve los resultados obtenidos en ambos ejemplos y te podrás dar cuenta que el trabajo máximo se obtiene solo en procesos reversibles.En un procesos adiabático, q = 0 y ΔE = w. Para un proceso infinitesimal donde elsistema realiza trabajo sobre los alrededores (w<0) y si la presión es constante,Entonces:pdv = -dE ⇒ nRTdv/V = -nCvdT ⇒ Rdv/v = -CvdT/T ⇒ln(V2/V1) = -(Cv/R) ln(T2/T1) ⇒ V1(T1)Cv/R = V2(T2)Cv/R = C1 = Constante. Esta última ecuación puede ser expresada como P1(V1)g = P2(V2)g = C2 Constante; donde g = Cp/CvBajo condiciones no isotérmicas el máximo trabajo reversible adiabático en la expansión de un gas ideal puede ser calculado como sigue:PVg = C ⇒ gPVg-1dV + VgdP = 0VdP = - gPdVComo PV = nRT ⇒ PdV + VdP = nRdT ⇒ PdV - gPdV = nRdTPdV = nRdT/1-gw = ∫PdV = ∫nRdT/1-g = nR(T2 – T1)/ 1-g

2. 2,0 moles de hidrógeno son comprimidos adiabáticamente hasta un volumen de 10 L. Para el hidrógeno g = 1,41. Calcule la presión y temperatura final del gas considerado.SOL.Inicial: P1 = 1 atm; V1 = 2(22,4) = 48,4 L; T1 = 273 K; n = 2; g = 1,41.Final: P2 = ?; V2 = 10 L; T2 = ?; n = 2; g = 1,41.Aplicando la ecuación, P1(V1)g = P2(V2)g ⇒ P2 = P1(V1)g/ (V2)g luego,P2 = 1(44,8/10)1,41 = 8,30 atm.T2 = P2V2/nR = 8,30atm 10L/2 mol 0,0821 L/mol K = 505 K = 232 ªC.

3. Determinar la variación de energía interna para el proceso de combustión de 1 mol de propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía, en estas condiciones, es de -2.219,8 kJ.SOL.

C3H8(g) + 5 O2(g)------------> 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔHº = –2.219,8 kJ nreactivos = 1 + 5 = 6 ; nproductos = 3 (sólo moles de gases) n (g) = 3-6 =-3

ΔE = ΔH – Δn x R x T = –2.219 kJ –(-3 mol) x (8,3 Jxmol–1xK–1) x 298 K = 2.214 kJ.

4. Determinar la variación de energía interna para el proceso de combustión de 1 mol de propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía, en estas condiciones, es de -2.219,8 kJ.SOL.C3H8(g) + 5 O2(g)--------> 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔHº = –2.219,8 kJnreactivos = 1 + 5 = 6 ; nproductos = 3 (sólo moles de gases) n (g) = 3-6 =-3ΔE = ΔH – Δn x R x T = –2.219 kJ –(-3 mol) x (8,3 Jxmol–1xK–1) x 298 K = 2.214 kJ.

5. El calor de combustión del monóxido de carbono es -281,65 kJ/mol. Calcule el calor de combustión a presión constante.SOL.CO(g) + ½ O2 (g) ------>CO2 (g)ΔHº = ΔEº - ΔnRT = -281,65- (1-3/2)x8,3 J.mol-1K-1x298K = -282,90 kJ/mol

6. Las entalpías de formación del CO(g) y del CO2 (g) son respectivamente -110,53 y -393,51 kJ/mol respectivamente. Calcule la entalpía de la reacciónCO(g) + ½ O2 (g) ----->CO2 (g)SOL.

ΔHº = -393,51 – (-110,53+0) = -283 kJ/mol

7. Calcular la entalpía estándar de formación del óxido de zinc a partir de los datos siguientes:a) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcalb)2 H 2 (g) + O 2 (g) –> 2 H 2 O (l ) ; /\ H = -136,6 Kcalc) H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) —> ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ; /\ H = - 50,52 KcalSOL.La reacción de formación del óxido de zinc es: Zn (s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) . Y esta reacción se obtiene a partir de las reacciones anteriores combinándolas de forma que se anulen los compuestos que no entran a formar parte de la reacción pedida. Se combinan de la forma siguiente:- c ) ZnSO 4 (aq) + H 2 O (l ) ------> H 2 SO 4 (aq) + ZnO (s) ; /\ H = + 50,52 Kcala ) H 2 SO 4 (aq) + Zn (s) ----—> ZnSO 4 (aq) + H 2 (g) ; /\ H = - 80,1 Kcal1/2 b) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) --------–> H 2 O (l ) ; /\ H = - 68,3 Kcal__________________________________________________________Zn (s) + 1/2 O 2 (g) ----–> ZnO (s) /\ H = - 97,88 Kcal

8. Calcular el calor de combustión del butano sabiendo que los calores de formación de dióxido de carbono, agua líquida y butano son, respectivamente, -393,0; -242,0 y -125,0 Kj/molSOL.La reacción que hemos de obtener: la combustión del butano es la siguiente:

C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) mientras que las reacciones de formación que nos dan son las siguientes:a) C (s) + O 2 (g) ----> CO 2 (g) ; /\ H = - 393,0 Kjb) H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) ----> H 2 O (l) ; /\ H = - 242,0 Kjc) 4 C (s) + 5 H 2 (g) -----> C 4 H 10 (g) ; /\ H = -125,0 KjCombinando estas tres reacciones debemos obtener la primera, lo cual se consigue sumándolas de la forma siguiente:4.a ) 4 C (s) + 4 O 2 (g) ----> 4 CO 2 (g) ; /\ H = - 1572,0 Kj5.b) 5 H 2 (g) + 5/2 O 2 (g) ----> 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 1210,0 Kj- c) C 4 H 10 (g) -----> 4 C (s) + 5 H 2 (g) ; /\ H = + 125,0 Kj____________________________________________________________________C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) —> 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (l) ; /\ H = - 2657,0 Kjque es la reacción de combustión del butano y por tanto, esta entalpía así obtenida es la entalpía de combustión del butano

9. Conociendo las entalpías normales de formación del dióxido de carbono: -94,05 Kcal/mol y del agua líquida: -68,52 Kcal/mol y la entalpía de combustión del benceno (C 6 H 6 ) : - 781,68 Kcal, calcular la entalpía normal de formación del benceno.SOL.Las reacciones para las cuales nos ofrecen datos sobre sus entalpías son:a) C (s) + O 2 (g) —> CO 2 (g) ; /\ H = - 94,05 Kcalb) H 2 (g) + ½ O 2 (g) —> H 2 O (l) ; /\ H = - 68,52 Kcalc) C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) —> 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) ; /\ H = - 781,68 KcalLas cuales hemos de combinar para obtener la reacción de formación del benceno, que es:6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l) Para lo cual debemos asociarlas de la forma siguiente:- c) 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) —> C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) ; /\ H = + 781,68 Kcal6 a) 6.C (s) + 6.O 2 (g) —> 6.CO 2 (g) ; /\ H = 6. (- 94,05) = - 564,3 Kcal3 b) 3.H 2 (g) + 3/2 O 2 (g) —> 3.H 2 O (l) ; /\ H = 3.(- 68,52) = -205,56 KcalLas cuales, al sumarlas, queda: 6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l) ; /\ H = + 11,82 Kcal

10. La entalpía normal de formación del cloruro de plata sólido es de - 30,4 Kcal/mol, mientras que para la reacción: Pb (s) + 2 AgCl (s) —> 2 Ag (s) + PbCl 2 (s) Es /\ H = + 25,1 Kcal . Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del Cloruro de plomo(II) sólido.

SOL.Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:a) Ag ( s ) + 1/2 Cl 2 (g) -----> AgCl ( s ) ; /\ H = - 30,4 Kcalb) Pb ( s ) + 2 AgCl ( s ) -----> 2 Ag ( s ) + PbCl 2 ( s ) ; /\ H = + 25,1 Kcal

La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del cloruro de plomo(II) sólido, y es:Pb ( s ) + Cl 2 ( g ) —> PbCl 2 ( s )Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción b) , que es en la que aparece el PbCl2 ( s ) , y para eliminar el AgCl que está incluido en ella, se coge 2 veces la reacción a), y nos queda:2 a) 2.Ag ( s ) + Cl 2 (g) -----> 2.AgCl ( s ) ; /\ H = 2.(- 30,4) = - 60,8 Kcalb) Pb ( s ) + 2 AgCl ( s ) -----> 2 Ag ( s ) + PbCl 2 ( s ) ; /\ h = + 25,1 kcalAl sumar ambas: Pb ( s ) + Cl 2 ( g ) —> PbCl 2 ( s ) ; /\ H = - 35,7 kcalQue es, por tanto, la entalpía de formación del cloruro de plomo(II) sólido

11. Las entalpías de formación del dióxido de carbono gas, y agua líquida son, respectivamente,-94,05 y -68,52 Kcal/mol, mientras que el calor de combustión del ácido acético (CH 3 -COOH) líquido es de - 2,08 Kcal/mol. Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del ácido acético líquido.

SOL.Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:a) C ( s ) + O 2 (g) -----> CO 2 ( s ) ; /\ H = - 94,05 Kcalb) H 2 ( s ) + 1/2 O 2 ( g ) -----> H 2 O ( l ) ; /\ H = - 68,52 Kcalc) CH3 -COOH( l ) + 2 O 2( g ) -----> 2 CO 2( g ) + 2 H 2 O ( l ) ; /\ H = - 2,08 kcalLa reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del ácido acético líquido, y es: 2 CO( s ) + 2 H 2 (g) + O 2 ( g ) —> CH3 -COOH( l )Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción c) dada la vuelta (- c) , que es en la que aparece el CH3 -COOH( l ) , y para eliminar el CO 2( g ) y el H 2 O ( l ) se deben coger 2 veces las reacciónes a) y b) , y nos queda:- c) 2 CO 2( g ) + 2 H 2 O ( l ) —> CH3 -COOH( l ) + 2 O 2( g ) ; /\ H = + 2,08 kcal2 a) 2 C ( s ) + 2 O 2 (g) -----> 2 CO 2 ( s ) ; /\ H = 2.(- 94,05) = - 188,10 Kcal2 b) 2 H 2 ( s ) + O 2 ( g ) -----> 2 H 2 O ( l ) ; /\ H = 2.(- 68,52) = - 137,04 KcalAl sumar ambas: 2 CO( s ) + 2 H 2 (g) + O 2 ( g ) —> CH 3 -COOH( l ) ; /\ H = - 323,06 kcalQue es, por tanto, la entalpía de formación del ácido acético líquido

12. Determinar la variación de energía interna para el proceso de combustión de 1 mol de propano a 25ºC y 1 atm, si la variación de entalpía, en estas condiciones, vale -2219,8 kJ.SOL.C3H8(g) + 5 O2(g) ® 3 CO2(g) + 4 H2O(l)DH = –2219,8 kJnreactivos = 1 + 5 = 6 ; nproductos = 3 (sólo moles de gases) Þ Dn = -3DU = DH – Dn x R x T = –2219 kJ + 3 mol x (8,3 Jxmol–1xK–1) x 298 K = -2214 KJ.

13. Calcular la energía del enlace H-Cl en el cloruro de hidrógeno conociendo DHf º(HCl) cuyo valor es –92,3 kJ/mol y las entalpías de disociación (energías de enlace) del H2 y del Cl2 de la tabla adjunta.SOL.La reacción de disociación del HCl será:(4) HCl(g)------>H(g) + Cl(g) DH0 = ?

(1) ½ H2(g) + ½ Cl2(g)------->HCl(g) DHfº(HCl) = –92,3 kJ(2) H2(g)----->2H(g) Ee(H2) = 436,0 kJ(3) Cl2(g)----->2Cl(g) Ee (Cl2) = 243,4 Kj

(4) = –(1) + ½ (2) + ½ (3)DHº = – (–92,3 kJ ) + ½ x(436,0 kJ) + ½ x (243,4 kJ) = 432,0 kJ

14. Partiendo de los datos de la tabla, calcular el valor de DHº de la reacción de hidrogenación del eteno.SOL.La reacción es: CH2=CH2(g) + H2(g)----->CH3–CH3(g)En el proceso se rompe un enlace C=C y otro H–H y se forman 2 enlaces C–H nuevos (el etano tiene 6 mientras que el eteno tenía sólo 4) y un enlace C–C.

DHº = S Ee(enl. rotos) – S Ee(enl. formados) =1xEe(C=C) + 1xEe(H–H) – 1xEe(C–C) – 2xEe(C–H)1 mol · 611 kJ/mol + 1mol x 436 kJ/mol– (1 mol x 347 kJ/mol – 2 mol x 413 kJ/mol) = –126 Kj.

15. ¿Será o no espontánea la siguiente reacción 2H2O2(l) ® 2H2O (l) + O2(g) sabiendo que DHfº(kJ/mol) H2O = –285,8; H2O2 = –187,8 y que S (J/molK) H2O = 69,9; H2O2 = 109,6; O2 =205,0?DHº= S npDHfº (productos) – S nrDHfº(reactivos) = 2 DHfº(H2O) + DHfº(O2) – 2DHfº(H2O2)= 2 mol x (-285,8 kJ/mol) + 0 – 2 mol x (–187,8 kJ/mol) = –196,0 kJ

DSº = S np x S0(productos) – S nr x S0(reactivos) = 2 S0(H2O) + S0(O2) – 2S0(H2O2) = 2 mol x (69,9 J/mol x K) + 1 mol x (205,0 J/mol x K) – 2 mol x (109,6 J/mol x K) = 126,0 J/K

DG0 = D Hº – T xDSº= –196,0 kJ – 298 K x 0,126 kJ/K = –233,5 kJLuego será espontánea.

16. Un envase plumavit contiene 200 gr de mercurio a 0º C. Se le agregan 50 gr de alcohol etílico a 50º C y 100 gr de agua a 100º C. a) Calcular la temperatura final de la mezcla. Desprecie la capacidad térmica del plumavit. SOL.

m₁.Ce₁.∆T₁ + m₂.Ce₂.∆T₂ + m₃.Ce₃.∆T₃ = 0

200.0,033.(Tf-0) + 50.0,58.(Tf-50) + 100.1.(Tf-100) = 0

135,6Tf = 11450

Tf = 84.4ºC

17. A un vaso aislante del calor (de plumavit) que contiene 200 cm³ de café a la temperatura de 95º C, se le agregan 40 cm³ de leche que se encuentra a temperatura ambiente. Calcular la temperatura de equilibrio que alcanza la mezcla. (Suponer calor específico de los líquidos igual al del agua y considere un día de primavera 25ºC).SOL.

m₁.Ce₁.∆T₁ + m₂.Ce₂.∆T₂ = 0

200.1.(Tf-95) + 40.1.(Tf-25) = 0

200Tf – 19000 + 40Tf – 1000 = 0

240Tf = 20000

Tf = 83.33º

18. Según la ecuación termodinámica SO2(g) + ½ O2 SO3(g) H = -99.1 kJ/mol

Calcule el calor liberado cuando 74.6 g de SO2 (masa molar= 64.07 g/mol) se convierten en SO3.

SOL.

1 mol SO2-------- -99.1 kJ/mol

74.6 g SO2 x 1 mol SO2 x -99.1 kJ / 64.07 g SO2 / 1mol SO2= -115 kJ

19. ¿Qué variación de energía interna se produce al transformarse 100 g de agua a 25ºC en vapor a 100ºC a la presión constante de 1 atm = 101300 Pa?Datos: ce (agua) 4180 J·kg–1·ºC–1; Lv = 2257 kJ·kg-1;R = 8,31 J ·mol–1·K–1; d (agua) = 1000 kg · m–3.

SOL.

Q1 = m · ce · T = 0,100 kg · 4180 J·kg–1·ºC–1 · 75ºC = 31350 JQ2 = m · LV = 0,100 kg · 2257 kJ·kg–1 = 225700 J

Q = Q1 + Q2 = 31350 J + 225700 J = 257050 J

m 0,1 kg V1 = = = 10–4 m3

d 1000 kg · m3

m ·R ·T 0,1 kg·8,31 J·mol–1·K–1·373 KV2 = = = 0,17 m3

M · p 0,018 kg · mol–1 · 101300 Pa

V = V2 – V1 = 0,17 m3 – 10–4 m3 = 0,17 m3

W = –101300 Pa · 0,17 m3 = –17220 J

U = Q + W = 257000 J + (–17220 J) =239800J

20. Un sistema cerrado, inicialmente en reposo sobre la tierra, es sometido a un proceso en el que recibe una transferencia neta de energía por trabajo igual a 200KJ. Durante este proceso hay una transferencia neta de energía por calor desde el sistema al entorno de 30KJ. Al final del proceso el sistema tiene una velocidad de 60m/s y una altura de 60m. La masa del sistema es 25Kg, y la aceleración local de la gravedad es g=9,8m/s2. Determinar el cambio de energía interna del sistema para el proceso.

SOL.

DE=Q+ W

DEK + DEP + DU= Q + W

∆ EK=( 12 )m ( (v 22 )−(v 12 ))=( 1

2 )∗25Kg∗( 602 ) (m2)

s2 =45kJ

∆ EP=mgh=25kg∗9 .8m

s2∗60m=14 .7KJ

∆U=−30KJ+200KJ−45KJ−14 .7KJ=110 .3KJ

21. Un clavo de hierro de 20gr y calor específico 481 J/kg °C está siendo golpeado por un martillo de 2kg de masa. La velocidad de impacto del martillo es √13m /s , si la mitad de la energía cinética es convertida en energía térmica del clavo, ¿Cuántas veces hay que golpear el clavo para elevar su temperatura en 25°C?SOL.

Clavo Martillo

Qclavo = m. Ce. ΔT° Ek = 12

.m.v2

Qclavo = 0,02kg. 481 J

kg . °C . 25 °C Ek =

12

. 2kg. (√13ms

) 2

Qclavo = 240,5 J Ek = 13 kg.m2/s2

Qclavo = 240,5 J . 1cal

4 ,184 J E k = 13 J

Qclavo = 57,48 cal

La mitad de la energía cinética es convertida en energía térmica.

Ek = 13J ÷ 2 = 6,5 J

Qmartillo = 6,5 J. 1cal

4 ,184 J = 1,55 cal

# Golpes = 57 ,48cal1 ,55 cal

# Golpes = 37 golpes

22. Determina la entalpía normal de formación del metano, con lo siguientes datos: DH0

sublimación [C(g)] =716,7 kJ/mol; Eenlace [H–H] = 436,4 kJ/mol; Eenlace [C–H] = 415,3 kJ/mol.SOL.

(1) C (s) ----->C (g) ; Hsubl = 716,7 kJ(2) CH4 (g)----->C (g) + 4 H (g); 4·Eenlace[C–H] = 1661,2 kJ

(3) H2 (g)----->2 H (g);  Eenlace[H–H] = 436,4 Kj

La reacción de formación: C (s) + 2 H2 (g) ---->CH4 (g) puede considerarse como:

(1) (2)+ 2·(3)

Hf = 716,7 kJ – 1661,2 kJ + 2·(436,4 kJ)

Hf =-71.7 KJ/mol

23. Un sistema tiene un volumen de 25 L absorbe exactamente 1000J de calor, calcular variación de energía interna para el sistema. si a) el calor se absorbe a volumen constante b) a medida que el calor se absorbe el sistema se expande contra una

presión constante de 1 atm. Hasta un volumen de 28.95 L c) a medida que el calor se absorbe el sistema se expande contra una presión constante de 0.56 atm. Hasta un volumen de 42.63 L SOL.

a¿∆E=Q=1000J

B ¿∆ E=W +Q

W=−1Aatm∗(28 .95−25 )∗101J

atmw=−400 .214∆ E=599 .786

C ¿ ∆E=W+Q

W=−0 .56Aatm∗( 42.63−25 )∗101 J

atmw=−99701528∆ E=2 .8472

24. Una lola se sirve 1000 Cal en alimentos, los que luego quiere perder levantando pesas de 25 kg hasta una altura de 1.8 m. Calcular el número de veces que debe levantar las pesas para perder la misma cantidad de energía que adquirió en alimentos

SOL.

W=1000cal(4.186J/1CAL)=4.186(106)

W1=mgh=25kg(10m/s2)(1.8m)=450J

n=¿) =4186000/450=9300veces

25. Una barra de cobre de 1 kg se calienta desde 10º C hasta 100ºC, a la presión atmosférica. Calcular la variación de energía interna del cobre. c = 387 J/(kgK) para el cobre. α = 3(1.7x10ºC ), ρc=8900 kg /m3SOL.

∆U = Q – W

Q = mc∆T, con c = 387 J/(kg K) para el cobre.

Q = 1kg×387 J /kgK (373−283)K

Q= 3.5 ×104 J

W = P (Vf-Vi)

∆V = βV0 ∆T,con β = 3α

∆V =5.1x10-5 ºC-1 Vo (100-10) ºC =4.6x10-3 Vo

Vo= m /ρ=1kg/8900 kg/m3

Vo=1.1(10-4) m3

w=(1.01 x10 5 Pa)(4 .6 x10−3)¿

W=0 .05J

∆U = 3.5x104 J – 0.05 J = 3.49x104 J

26. Calcule el cambio de entalpia estándar para el proceso de fermentación SOL.ReacciónC6H12O6(S) 2C2H5OH (L) + 2CO2 (G)

Hrxn= 2Hf (C2H5OH) +Hf (CO2) - Hf (C6H12O6)

Hrxn= (2) (-276, 98KJ/mol) + (2) (-393,5KJ/mol) - (1) (-1274, 5KJ/mol)

Hrxn=-66,5KJ/mol

27. Los esquiadores y la gente que realiza actividades a la intemperie en climas fríos disponen de ciertos hornos portátiles. La envoltura de papel del paquete, permeable al aire, contiene una mezcla de hierro en polvo, cloruro de sodio y otros componentes, todo humedecido con un poco de agua. la reacción exotérmica que produce el calor es muy común , es decir , la formación de herrumbre a partir del hierro: 4Fe(s) + 3O2 (G) 2Fe2O3(S).Cuando se retira la envoltura de plástico, las moléculas de O2 penetran a través del papel, provocando el inicio de la reacción. Un recipiente común contiene 250 g. de hierro para calentar las manos o los alimentos durante mas de cuatro horas. ¿Cuánto calor (KJ) se produce por esta reacción?SOL.

2(2Fe(s) + 32

O2 (G) Fe2O3(S)) = 4Fe(s) + 3O2 (G) 2Fe2O3(S)

H=-822,2KJ/mol Hrxn=2(-822,2KJ/mol) =-1644KJ/mol

250gFe x 1molFe

55 ,85 g . Fe x

−1644KJ4mol Fe

=-1, 84 x 103 KJ

28. Una persona come 0,5 libras de queso (lo que representa una energía de 4000 KJ). Suponga que no almacena energía en su cuerpo. ¿Qué masa de agua (en gramos) es

necesario que transpire para mantener su temperatura original?(se necesitan 44,0 KJ para evaporar 1 mol de agua)SOL.

gh20= 4000KJ x 1mol H 2O

44KJ x

18 ,02 g H 2O1mol H 2O

gh2o=1,64 x 103 g H2O

29. Se calcula que el volumen total del océano pacifico es de7, 2 x 108 km3. Una bomba atómica mediana produce 1,0 x 1015J de energía al hacer explosión. Calcule el numero de bombas atómicas que se necesitan para liberar la cantidad de calor suficiente de energía capaz de aumentar la temperatura del agua del océano pacifico 1C.SOL.

V=7, 2 x 108km3 x (1000m1km

) 3x (100cm

1m)3 x¿)3

V=7, 2 x 1020L

4,184J

g . ª C x

1 g1ml .

x 1000ml

1 L x 1C=4184J/L

Calor necesario para aumentar la temperatura de 7,2 x 1020L de agua es:

(7,2 x 1020L)( 4184 J1L )= 3,0 x 1024 J

NBOMBAS ATOMICAS = 3,0 x 1024 J x (1BOMBA ATOMICA/1,0 x 1015J)NBOMBAS ATOMICAS =3,0 x 109 bombas atómicas

30. Una muestra de 19,2 g de hielo seco (dióxido de carbono solido) se deja sublimar (evaporar). Calcule el trabajo de expansión realizado en contra de una presión externa constante de 0,995 atm. Y a una temperatura contante de 22C. suponga que el volumen inicial del hielo seco es despreciable y el CO2 se comporta como un gas ideal.SOL.

n=19,2 g x 1mol

44 ,01 g = 0,436 V=

nRTP

V= (0 ,436mol )( 0 ,0821 Latm

Kmol )(295K )

0 ,995atm

V=10, 6 L W= -PV

W=-(0,995atm) (10,6L)

W=-10,5L atm x101 ,3J1L .atm

W=-1,06 x 103 J

31. La entalpia de combustión para el ácido benzoico (C6H5OH) por lo general se utiliza como estándar para calibración de bombas calorimétricas a volumen constante; su valor, determinado con exactitud, es de -3226,7 kj/mol. cuando se queman 1,9862g. de ácido benzoico, la temperatura aumenta desde 21,84C hasta 25,67C.¿ cuál es la capacidad calorífica del calorímetro ?(suponga que la cantidad de agua que rodea al calorímetro es exactamente 2000 g)SOL.

qgua= maguaCeaguaTqagua= (2000g.)(4,184J/gC)(25,67-21,84) Cqagua=3,2 x 104 Jqagua=32 KJ

qrxn= 1,9862 g.acido benzoico x 1mol acidobenzoico

122.1g .acido benzoico x

−3226 ,7KJ1mol acido benzoicoqrxn=-52,49KJqrxn= -(qagua + qcal )qcal=- qrxn - qaguaqcal=-(-52,49) kj - 32kj qcal=20,5kj

32. Un ingeniero trabaja en el diseño de un motor nuevo, una de las piezas movidas contiene 1,4 kg de aluminio y 0,50 kg de hierro y está diseñado para operar a 150°C . ¿Cuánto calor se requiere para elevar su temperatura de 20°C a 150°C? (CeAl = 910 J/kg.K ; CeFe = 470 J/kg.K)SOL.

QT = QAl + QFe

QT = mAl.CeAl.ΔT + mFe.CeFe.ΔT

QT = mAl.CeAl.ΔT + mFe.CeFe.ΔT

QT = 1,4 Kg . 910 J

kg . K . 130K + 0,50 . 470

Jkg . K

. 130K

QT = 165620 J + 30550 J

QT = 1,96. 105 J

33. Una bala de plomo de masa 5g se mueve con una energía cinética de 12,6 J , choca contra un blanco y queda en reposo. ¿Cuál es el incremento en la temperatura de la bala si no hay flujo de calor hacía el medio ambiente? (CePb= 0,03 cal/g °C)

SOL.

Energía cinética de la bala de plomo transformada en calor:

Ek = 12,6 J

Q = 12,6 J . 0 ,24 cal

1 J

Q = 3,024

Q = m . CePb . ΔT°

3,024 cal = 5 gr . 0,03 calgr . °C

. ΔT°

20,16 °C = ΔT°

34. Calcular el calor que se libera en la combustión de 100 gramos de benceno (condiciones normales). Entalpía de combustión del benceno (C6H6) = -783,4 Kcal/mol. SOL.

C6H6 (l) + 15/2O2 (g) 6 CO2 (g) + 3 H2O (l)Según la ecuación de la reacción:

La energía liberada al quemar 100 gramos de benceno es 1004.36 Kcal

35. Los calores de formación del CO2(1) y del H2O(l) son 97.03 y 68.32 Kcal/mol, respectivamente, y el calor de combustión de 1 mol de ácido acético (C2H2O4(l)) es 208 Kcal. A partir de esto datos calcular el calor de formación del ácido acético.SOL.

Sean las ecuaciones de formación del anhídrido (1) y del agua (2) y la ecuación de combustión del ácido acético (3).

C + O2 CO2 + 97.03 Kcal (1)

H2 + ½ O2 H2O + 68.32 Kcal (2)

C2H2O4 + 2O2 2 CO2 + 2 H2O + 208 Kcal (3)

Debe determinarse una ecuación termoquímica de formación del C2H2O4 a partir de sus elementos; entonces:

2C + 2O2 2CO2 + 194.04 Kcal

2H2 + O2 2H2O + 136.64 Kcal

Sumando:

2C + 2H2 + 3O2 2CO2 + 2H2O + 330.70 Kcal (4)

Restando (4) menos (3):

2C + 2H2 + O2 - C2H2O4 122.70 Kcal

Ordenando:

2C + 2H2 + O2 C2H2O4 + 122.70 Kcal

Por los tanto, el calor de formación del C2H2O4 es 122.70 Kcal

36. Si 100 g de agua a 100°C se vierten dentro de una taza de aluminio de 20 g que contiene 50 g de agua a 20°C, ¿cuál es temperatura de equilibrio del sistema? SOL.

Sean m1 = 100 g, m2 = 50 g, m3 = 20 g, Ca = 1 cal/ g°C, el calor específico del agua, Chg = 0.215 cal/ g °C, el calor especifico del aluminio y Tf la temperatura final del sistema:

Q100g = Q50g + Q20g

Q100g = Q50g + Q20g

m1Ca (100°C - Tf) = m2Ca (Tf – 20°C) + m3Chg (Tf - 20°C)

100g (100°C – Tf) =50g (Tf – 20°C) + 20g (Tf-20°C)

1000°C – 10Tf= 5 Tf -100°C + 2Tf- 40°C

1140°C = 17 Tf

Tf= 1140/17

Tf= 162.85 °C

37. ¿Cuánto calor debe agregarse a 20 g de aluminio a 20°C para fundirlo completamente? SOL.

Sea m = 20 g, C AL= 0.9 J/g el calor específico del aluminio, Tf la temperatura de fusión del aluminio, Ti = 20°C y Lf = 397 J/g, el calor latente de fusión del aluminio:

Q = m C Al(Tf – Ti) + mLf

Q = (20 g) (0.9 J/g) (660°C - 20°C) + (20 g) (397 J/g°C)

Q = 19,460 J

38. ¿Cuánto calor se necesita para evaporar un cubo de hielo de 1.0 g inicialmente a 0°C? El calor latente de fusión del hielo es 80 cal/g y el calor latente de vaporización del agua es 540 cal/gSOL.Q = mLf + mC∆T + mLvQ = (1 g) (80 cal/g) + (1 g) (1 cal/g°C) (100°C – 0°C) + (1 g) (540 cal/g) Q = 80 cal + 100 cal + 540 cal Q = 720 cal

39. Con un litro de agua a 30°C se prepara té helado. ¿Cuánto hielo a 0°C debe agregarse para reducir la temperatura del té a 10°C?SOL.

Sea m = 1 kg, la masa de 1 litro, mh la masa del hielo que se va a fundir, C la capacidad calorífica del agua, Ti = 30°C, Tf = 10°C y Lf = 80kcal/kg

Entonces:

-mC (Tf – Ti) = mhLf +mhC (Tf - 0°C)

1Kgx1kcal/kg°C x (30° C-10° C) = mh x80kcal /Kg + mhx 1,000kcal/Kg°Cx (10°C)

20= 90mh/Kgmh=0.222Kg

40. Dos balas de plomo de 5.0 g. ambas a temperatura de 20°C. Chocan de frente cuando cada una se mueve a 500 m/s. Suponiendo una colisión perfectamente inelástica y ninguna pérdida de calor hacia la atmósfera, describa el estado final del sistema de las dos balas.SOL.

Q=Ec

Qbala1=Q bala2

Q1=12mv2

=12

(0.005Kg )(500m /s )2=¿625 joule

Q=mCepb∆T

625 joule=0.005Kg x 128jouleKg°C

(Tf-20° C)

976.5625° C=Tf-20° CTf=996.5625 ° C

41. Cuando un conductor frena un automóvil. La fricción entre los tambores y las balatas de los frenos convierten la energía cinética del auto en calor. Si un automóvil de 1500 kg que viaja a 30 m/s se detiene, ¿cuánto aumenta la temperatura en cada uno de los cuatro tambores de hierro de 8 kg de los frenos? (Ignore la pérdida térmica hacia los alrededores).SOL.

Q=Ec

Q=12mv2

=12

(1500Kg )(30m /s)2= 675000 joule

Q=mCeΔT = 8Kg x 448jouleKg°C

ΔT=675000 joule

ΔT= 188.337° C

Cambio de temperatura de cada tambor = 14ΔT=47.1° C

42. Una bala de plomo de 3.0 g se desplaza a 240 m/s cuando se incrusta en un bloque de hielo a 0°C. Si todo el calor generado funde el hielo, ¿qué cantidad de hielo se derrite? (El calor latente de fusión para el hielo es de 80 Kcal. /Kg)

SOL.

Ec=Q

Q=12mv2

==12

(0.003Kg )(240m /s )2=¿86.4 joule x1cal

4.186 Joule=¿20.64 cal

Q=m Lf h

20.64 cal =m x 80000cal/Kg

m = 0.000258kg si la bala esta a 0ᵒC

43. Un calorímetro de cobre con masa igual a 50 g contiene 250 g de agua a 100 °C. Un cuerpo de aluminio a la temperatura de 10 °C se coloca en el interior del calorímetro. El calor específico del cobre es Ce cobre= 0,094 cal /g °C y el de aluminio es Ce Al= 0,22 cal /g°C. Sabiendo que la temperatura de equilibrio es 50 °C. ¿Cuál es la masa del cuerpo de aluminio (aproximadamente)?

SOL.Q sistema = q cal + qh2o + q reacciónQ Sistema = 0

Q reacción = -(q cal + q h2O)q cal = C calΔT

q cal = mcuC cu(50ᵒC-100ᵒC)q cal = 50gx 0.094cal/g°C x (-50°C)q cal = -235 cal q h2o = mh2oCh2o(50ᵒC-100ᵒC)q h2o = 250gx 1cal/g°C x (-50°C)q h2o = -12500cal q reacción = 12750 cal q reacción = q aluminio 12750 cal= mAlC Al(50ᵒC-10ᵒC)12750 cal = m x 0, 22 cal/g°C x (40°C)m = 1448.86 g Al

44. Sea un calorímetro de agua de capacidad térmica 50 cal / °C. Tomamos un pedazo de hierro con masa de 70 g; lo calentamos en un reservorio lleno de vapor de agua en ebullición, lo introducimos seguidamente en el calorímetro que contiene 412 g de agua a la temperatura de 12,4 °C. Sabiendo que la temperatura final del sistema fue de 13,9 °C. Determine el calor específico del hierro.SOL.

Q sistema = q cal + qh2o + q reacción

Q Sistema = 0

Q reacción = -(q cal + q h2O)

q cal = C calΔT

q cal = 50 cal / °C x (13,9 °C-12,4 °C)

q cal = 75 cal

q h2o = mh2oCh2o(13,9 °C-12,4 °C)

q H20 = 412 g x 1 cal /g°C x 1.5°C

q H2O = 618 cal

q Reaccion = - 693 cal

q reacción = q hierro

-693 cal = = mFeC Fe(13.9ᵒC-100ᵒC)

-693 cal = 70 g x C Fe x -86.1ᵒC

CeFe= 0.115 cal /g ᵒC

45. Un calorímetro de hierro de masa igual a 300 g contiene 350 g de agua a 0°C, en la cual se sumerge un bloque de plomo de masa 500 g y calentado a 98 °C. La temperatura de equilibrio térmico es de 23 °C. Siendo el calor específico del hierro igual a 0, 116 cal /g °C. Determine el calor específico del plomo

SOL.

Q sistema = q cal + qh2o + q reacción

Q Sistema = 0

Q reacción = -(q cal + q h2O)

q cal = C calΔT

q cal = mFeC Fe(23ᵒC-0ᵒC)

q cal = 300g x 0.116 cal /gᵒC x 23ᵒCq cal = 800.4 cal

q h2o = mh2oCh2o(23 °C-0°C)q h2o = 350 g x 1 cal / g °C x 23 °Cq h2o = 8050 cal q reacción = - 8850.4 cal

q reacción = q Pb-8850.4cal = mPbCPb (23 °C-98°C)-8850.4cal = 500 g x C Pb x (-75°C)CPb= 0.236 cal / g°C

46. Un perdigó de plomo (Pb) con una masa de 26.47 g a 89.98 °C se colocó en un calorímetro a presión constante de capacidad calorífica insignificante que contenía 100 ml de agua. La temperatura del agua se elevó de 22.5 a 23.17°C. ¿Cuál es el calor específico del perdigón de plomo?SOL.

QPb = -QH2O

QH2O =(100g)(4.184 J/g.°C)(23.17°C – 22.5°C)

QH2O = 280.3J

QPb = -280.3J

QPb = m Ce t

-280.3J= (26.47 g)(Ce)(23.17°C – 22.5°C)

Ce = 0.158 J/g°C

47. Será o no espontánea la siguiente reacción 2H2O2(l) 2H2O (l) + O2(g) Sabiendo que Hf

0 (kJ/mol) H2O = –285,8; H2O2 = –187,8 y que S (J/molK) H2O = 69,9; H2O2 = 109,6; O2 = 205,0? SOL. H =2 Hf(H2O) + Hf(O2) – 2  Hf(H2O2)

H = 2 mol x (-285,8 kJ/mol) + 0 – 2 mol x (–187,8 kJ/mol) = –196,0 kJ

S =2 S(H2O) + S(O2) – 2  S(H2O2)

S=2 mol x (69,9 J/molxK)+ 1 mol x (205,0 J/mol x K) – 2 mol x (109,6 J/mol.K)

S = 126,0 J/K

G0 = H0 – T x S0 = –196,0 kJ – 298 K x 0,126 kJ/K = -233,5kJ

Es espontánea.

48. Calcular la variación de entalpía estándar en la hidrogenación del acetileno para formar etano, sabiendo que la entalpía de formación estándar del etano es -85 Kj/mol, y que la entalpía de formación estándar del acetileno es 227 Kj/mol.SOL.

C2H2 (g) + H2 (g) C2H6 (g)

C2H2 (g) + 2H2 (g) C2H6 (g)

H = Ho [(C2H6)] – { H0(C2H2) + H0(H2)}

H=-85 KJ/mol – [ 227 KJ/mol + 0 KJ/mol] = -312 KJ/mol.

49. Según la ecuación termodinámica

SO2(g) + ½ O2 SO3(g) H= -99.1 kJ/mol

Calcule el calor liberado cuando 74.6 g de SO2 (masa molar= 64.07 g/mol) se convierten en SO3.

SOL.

1 mol SO2--------> -99.1 kJ/mol

74.6 g SO2 x 1 mol SO2 x -99.1 kJ / 64.07 g SO2 / 1mol SO2= -115 kJ

50. Calcule el calor liberado cuando se queman 266 g de fósforo blanco (P4)en aire, de acuerdo con la ecuación.

SOL.P4(s) + 5 O2(g) P4O10 H= -3013 kJ/mol

1 mol P4--------- -3013 kJ/mol

266g P4 x 1 mol P4 x -3013 kJ = 6463.37 kJ 124 g P4 1 mol P4

51. Si 100 g de agua a 100°C se vierten dentro de una taza de aluminio de 20 g que contiene 50 g de agua a 20°C, ¿cuál es temperatura de equilibrio del sistema?SOL.m1 = 100 g, m2 = 50 g, m3 = 20 gCe(H2O) = 1 cal/ g°C Ce(Al) = 0.215 cal/ g°C Tf =? -Q(100g) = Q(50g) + Q(20g)-m1.Ce(H2O)(Tf-100°C) = m2.Ce(H2O). (Tf – 20°C) + m3.Ce(Al) (Tf – 20°C)100g(1cal/g°C)(100°C-Tf)=50g(1cal/g°C)(Tf-20°C)+20g(0.215cal/g°C)(Tf-20°C)1000°C-10Tf = 5Tf – 100°C + 2Tf – 40°C1140°C = 17Tf

Tf = 162,85°C

52. ¿Cuánto calor debe agregarse a 20 g de aluminio a 20°C para fundirlo completamente? SOL.m(Al) = 20 gCe(Al)= 0.9 J/gTfusión (Al)=Ti = 20°C y Lf(Al) = 397 J/g, (calor latente de fusión)Q = m Ce(Al)(Tf – Ti) + mLf Q = (20 g) (0.9 J/g) (660°C – 20°C) + (20 g) (397 J/g°C)

Q = 19,460 J

53. A un vaso aislante del calor que contiene 200 cm³ de café a la temperatura de 95º C, se le agregan 40 cm³ de leche que se encuentra a temperatura ambiente. Calcular la temperatura de equilibrio que alcanza la mezcla. (Suponer calor específico de los líquidos igual al del agua y la temperatura de 25ºC).

SOL.

m₁.Ce₁.∆T₁ + m₂.Ce₂.∆T₂ = 0200.1.(Tf-95) + 40.1.(Tf-25) = 0200Tf – 19000 + 40Tf – 1000 = 0240Tf = 20000

Tf = 83.33ºC

54. Un recipiente de aluminio de 300g contiene 200g de agua a 10º C. Si se vierten 100g más de agua, pero a 100º C, calcular la temperatura final de equilibrio del sistema.SOL.

m₁.Ce₁.∆T₁ + m₂.Ce₂.∆T₂ + m₃.Ce₃.∆T₃ = 0300.0,215.(Tf-10) + 200.1.(Tf-10) + 100.1.(Tf-100)= 0 364Tf = 12645

Tf = 346ºC

55. Un calorímetro contiene 200 gr de mercurio a 0º C. Se le agregan 50 gr de alcohol etílico a 50º C y 100 gr de agua a 100º C. a) Calcular la temperatura final de la mezcla. Desprecie la capacidad térmica del calorSOL.

m₁.Ce₁.∆T₁ + m₂.Ce₂.∆T₂ + m₃.Ce₃.∆T₃ = 0200.0,033.(Tf-0) + 50.0,58.(Tf-50) + 100.1.(Tf-100) = 0

135,6Tf = 11450 Tf = 84.4ºC

56. La entalpía normal de formación del cloruro de plata sólido es de - 30,4 Kcal/mol, mientras que para la reacción:

Pb (s) + 2 AgCl (s) —> 2 Ag (s) + PbCl 2 (s) Es /\ H = + 25, 1 Kcal. Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del Cloruro de plomo (II) sólido.

Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:a) Ag (s) + 1/2 Cl 2 (g) -----> AgCl (s) ; /\ H = - 30,4 Kcalb) Pb (s) + 2 AgCl (s) -----> 2 Ag (s) + PbCl 2 (s) ; /\ H = + 25,1 KcalSOL.

La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del cloruro de plomo (II) sólido, y es:Pb (s) + Cl 2 (g) —> PbCl 2 (s)

Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción b que es en la que aparece el PbCl2 (s), y para eliminar el AgCl que está incluido en ella, se coge 2 veces la reacción a y nos queda:

2 a) 2.Ag (s) + Cl 2 (g) -----> 2.AgCl (s); /\ H = 2(- 30, 4) = - 60,8 Kcalb) Pb (s) + 2 AgCl (s) -----> 2 Ag (s) + PbCl 2 (s); /\ h = + 25,1 kcal

-------------------------------------------------------------------------------------------- Al sumar ambas: Pb (s) + Cl 2 (g) —> PbCl 2 (s); /\ H = - 35,7 kcalQue es, por tanto, la entalpía de formación del cloruro de plomo (II) sólido.

57. Las entalpías de formación del dióxido de carbono gas, y agua líquida son, respectivamente,- 94,05 y - 68,52 Kcal/mol, mientras que el calor de combustión del ácido acético (CH 3 -COOH) líquido es de - 2,08 Kcal/mol. Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del ácido acético líquido.SOL.

La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del ácido acético líquido, y es:2 CO(s) + 2 H 2 (g) + O 2 (g) —> CH3 –COOH (l)

Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción c) dada la vuelta (- c), que es en la que aparece el CH3 -COOH(l), y para eliminar el CO 2(g) y el H2O (l) se deben coger 2 veces las reacciones a) y b), y nos queda:

- c) 2 CO 2(g) + 2 H 2 O (l) —> CH3 –COOH (l) + 2 O 2(g); /\ H = + 2, 08 kcal2 a) 2 C (s) + 2 O 2 (g) -----> 2 CO 2 (s); /\ H = 2(- 94, 05) = - 188, 10 Kcal2 b) 2 H 2 (s) + O 2 (g) -----> 2 H 2 O (l); /\ H = 2(- 68,52) = - 137,04 Kcal

--------------------------------------------------------------------------------------------Al sumar ambas: 2 CO(s) + 2 H 2 (g) + O 2 (g) —> CH 3 -COOH (l); /\ H = - 323, 06 kcalQue es, por tanto, la entalpía de formación del ácido acético líquido.

58. Sabiendo que la entalpía de combustión de la propanona, CH3-CO-CH 3 (L) es H = -187,2 Kj/mol, hallar la entalpía de formación de la misma, si las entalpías de formación del dióxido de carbono y del agua líquida son, respectivamente: - 393,5 y - 285,8 Kj/mol. (Suponer que el agua final se obtiene en estado líquido.)

Las reacciones de las cuales nos ofrecen datos sobre sus entalpías son:

a) CH3-CO-CH 3 (L) + 4 O 2 (g) —> 3 CO 2 (g) + 3 H 2 O (g) H = -187, 2 Kjb) C (s) + O 2 (g) ----> CO 2 (g) )H = -393,5 Kjc) H 2 (g) + ½ O 2 (g) ----> H 2 O (L) )H = -285,8 KjSOL.Las cuales hemos de combinar para obtener la reacción de formación del benceno, que es: 3 C (s) + 6 H 2 (g) + ½ O 2 (g) —> CH 3 -CO-CH 3 (L) Para lo cual debemos asociarlas de la forma siguiente:

- a) 3 CO 2 (g) + 3 H 2 O (L) —> CH3-CO-CH 3 (L) + 4 O 2 (g) H = + 187,2 Kj3 b) 3.C (s) + 3.O 2 (g) ----> 3.CO 2 (g) )H = - 1180,5 Kj3 c) 3.H 2 (g) + 3/2 O 2 (g) ----> 3. H 2 O (L) )H = - 857,4 Kj

--------------------------------------------------------------------------------------------Las cuales, al sumarlas, queda: 3 C (s) + 6 H 2 (g) + ½ O 2 (g) —> CH 3 -CO-CH 3 (L) ; /\ H = - 1850,7 KjPor lo que la entalpía de formación de la acetona (propanona) es /\ H = - 1850,7 Kj/mol.

59. Conociendo las entalpías normales de formación del dióxido de carbono: -94,05 Kcal/mol y del agua líquida: -68,52 Kcal/mol y la entalpía de combustión del benceno (C 6 H 6): - 781,68 Kcal, calcular la entalpía normal de formación del benceno.

Las reacciones para las cuales nos ofrecen datos sobre sus entalpías son:a) C (s) + O 2 (g) —> CO 2 (g); /\ H = - 94, 05 Kcalb) H 2 (g) + ½ O 2 (g) —> H 2 O (l); /\ H = - 68,52 Kcalc) C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) —> 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l); /\ H = - 781,68 KcalSOL.Las cuales hemos de combinar para obtener la reacción de formación del benceno, que es:6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l) .Para lo cual debemos asociarlas de la forma siguiente:

- c) 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) —> C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g); /\ H = + 781, 68 Kcal6 a) 6.C (s) + 6.O 2 (g) —> 6.CO 2 (g); /\ H = 6(- 94, 05) = - 564, 3 Kcal3 b) 3.H 2 (g) + 3/2 O 2 (g) —> 3.H 2 O (l); /\ H = 3(- 68,52) = -205,56 Kcal

--------------------------------------------------------------------------------------------Las cuales, al sumarlas, queda: 6 C (s) + 3 H 2 (g) —> C 6 H 6 (l); /\ H = + 11,82 Kcal.

60. Las entalpías de formación del dióxido de carbono gas, y agua líquida son, respectivamente,- 94,05 y - 68,52 Kcal/mol, mientras que el calor de combustión del ácido acético (CH 3 -COOH) líquido es de - 2,08 Kcal/mol. Con estos datos, determine la entalpía normal de formación del ácido acético líquido.

Las reacciones cuyas entalpías conocemos ya que son las que se nos dan en el problema, son:

a) C (s) + O 2 (g) -----> CO 2 (s); /\ H = - 94, 05 Kcalb) H 2 (s) + 1/2 O 2 (g) -----> H 2 O (l); /\ H = - 68, 52 Kcalc) CH3 -COOH( l ) + 2 O 2( g ) -----> 2 CO 2( g ) + 2 H 2 O ( l ) ; /\ H = - 2,08 kcalSOL.La reacción cuya entalpía hemos de calcular es la reacción de formación del ácido acético líquido, y es:2 CO(s) + 2 H 2 (g) + O 2 (g) —> CH3 –COOH (l)

Para obtenerla a partir de las reacciones dadas, hemos de tomar la reacción c) dada la vuelta (- c), que es en la que aparece el CH3 –COOH (l) , y para eliminar el CO 2(g) y el H 2 O (l) se deben coger 2 veces las reacciones a y b , y nos queda:

- c) 2 CO 2(g) + 2 H 2 O (l) —> CH3 –COOH (l) + 2 O 2(g); /\ H = + 2, 08 kcal2 a) 2 C (s) + 2 O 2 (g) -----> 2 CO 2 (s); /\ H = 2(- 94,05) = - 188,10 Kcal2 b) 2 H 2 (s) + O 2 (g) -----> 2 H 2 O (l); /\ H = 2(- 68,52) = - 137,04 Kcal

--------------------------------------------------------------------------------------------Al sumar ambas: 2 CO(s) + 2 H 2 (g) + O 2 ( g ) —> CH3 -COOH( l ) ; /\ H = - 323,06 kcalQue es, por tanto, la entalpía de formación del ácido acético líquido.