Indice1. Problemas y Ejercicios Propuestos2. Desarrollo experimental. del equilibrio inico3. Conclusiones4. Bibliografa1.Problemasy Ejercicios Propuestos1. Cuando Se efectu lacombustinde 500 g de butano (C4H10) a latemperaturade 600C, elcalorde reaccin fue de 5341.4 kcal. Calcular: a) El calor de combustin molar avolumenconstante y a condiciones tipo para el C4H10.SustanciaCp (cal/molK)

C4H107.5 + 5 10-3 T

O26.5 + 4 10-3 1.67 10-5 T2

CO27.7 + 5.3 10-3 T

H2O8.15 + 0.5 10-3 T 2.3 10-5 T2

b) Cuntaagualquida que se encuentra a 15C se puede calentar hasta 53C del calor que se calcul en el inciso (a), si se considera que laeficienciade transferencia de energa es del 63.5%?solucin:Considerando que la reaccin de combustin es2C4H10(g) + 13O2(g) 8CO2(g) + 10H2O(g)calculamos D n(g) = 18 mol 15 mol = 3 molentonces de la frmula:

obtenemos el calor de reaccin apresinconstante

Ahora calculamos D HR1, por lo que necesitamos D a , D b , D g ;Entonces:

por lo tanto:

teniendo elvalordel calor de combustin a condiciones tipo a presin constante, determinamos D E, entonces de la frmula:

obtenemos el calor de reaccin a presin constante

b) Considerando el valor de D HR1 el valor calculado tenemos, que:

X = - 46,196,616.94 cal, corresponde a 500 g de butano, al 100%, entonces considerando la eficiencia del 63.5% tenemos: Q = - 29,334,851.756 cal, aplicando Qced = Qabs

3. Los calores de combustin del benceno (C6H6),carbonografito (C) ehidrgeno(H2) estn dados en las siguientesecuaciones;C6H6(l) + 7 O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(l) D H = - 780980 calC(s) + O2(g) CO2(g) D H = - 94050 calH2(g) + O2(g) H2O(l) D H = - 68320 calSi las capacidades calorficas estn en cal/molKCp (C(s)) = 2.673 + 0.2617 10-2 T 1.169 10-5 T2Cp (H2(g)) = 6.483 + 2.215 10-3 T 3.298 10-6 T2Cp (C6H6(l)) = 14.95 + 5.58 10-2 TDeterminar el "calor de formacin" del benceno C6H6 a 1200 CSolucin:Aplicamos laleyde Hess para determinar D HR1D HR1 = - 3(68,320cal) + 6(-94050cal) (-780,980cal) = - 769,260 + 780980 = 11720 calpara determinar D HR2, necesitamos conocer el valor de D a , D b y D gpor lo tanto:D a = (6)(2.673) + (3)(6.483) 14.95 = 16.038 + 19.449 14.95 = 20.537D b = (6)(0.2617 10-2) + (3)(2.215 10-3) 5.58 10-2 = -4.0098 10-2 + 6.645 10-3 =-3.3453 10-2D g = (6)(-1.169 10-5) + (3)(-3.298 10-6) = - 8.0034 10-5por lo tanto D HR2 = 11,720cal + 20.537(1,175) 1.67265 10-2(2,080,925) 2.6678 10-5(3,169,547,225) = - 83,512.8 cal a 1,473 K4. Cuando se realiza la reaccin 2NO2(g) N2O4(g) a 55C al alimentar 2 moles del reactivo de 2000 cm3 de capacidad, se determin que el valor de Kp = 0.7396, calcular:a. Las presiones parciales en el equilibriob. Si a la mezcla deequilibriose le agrega 0.25 mol de N2O4 a la misma temperatura Cul es la composicin en % mol para la nueva condicin de equilibrio?c. Menciona quinterpretacintiene en relacin al efecto aplicadoSOLUCIN:Teniendo en cuenta la reaccin: 2NO2(g) N2O4(g)Inicio 2 mol -----Reaccin: - 2x -----Formacin ----- + xEquilibrio 2 2x + x = 2 x = nTSi Kp = Kc(RT)D n, entonces tenemos que:0.7396 = Kc[(0.082atm-lt/mol-K)(328K)]-1;Kc = 19.89, Kc= 5.02 10-2 mol/lt5.02 10-2 = (x/2)/((1 x)/4)2 = 2x/(1 x)2 ...............(1)de la ecuacin (1) determinamos la ecuacin cuadrtica:2.51 10-2 x2 6.02 10-2 x + 2.51 10-2 = 0 .........(2)de la ecuacin (2) determinamos las races de la ecuacin:x1 = 1.86108 y x2 = 0.5373ahora bien, 1 m3 = 1,000 lt; 1 m3 = 1,000,000 cm3, por lo tanto 2,000 cm3 = 2 ltUtilizando la ecuacin PV = nRT determinamos el valor de la presin total delsistema:P = [(1.4627mol)(0.082 atm-lt/molK)(328K)]/2 lt = 19.6704 atmGasni (mol)x1 = n1/ntPi = xiPT (atm)

NO20.92540.626612.3254

N2O40.53720.53736.44

S1.4627 mol119.6704 atm

b) Teniendo en cuenta la reaccin: N2O4(g) 2NO2(g)Inicio 0.25 mol 2 molReaccin: - x -----Formacin ----- + 2xEquilibrio 0.25 x + 2x = 0.25 + x = nTSabiendo el valor de;

x = 0.103834Gasni (mol)x1 = n1/nt% mol

N2O40.1461660.4130941.5 %

NO20.2076680.586958.5 %

S0.353834 mol1100 %

c) El principio de Le Chatelier hace posible una prediccin cualitativa de ladireccinde estos cambios y ayuda, a su vez, a resolver problemas de equilibrio, uncambioen la propiedades del sistema dar lugar a que el equilibrio se desplace en la direccin que tienda a contrarrestar el efecto del cambio, pues bien el efecto de los cambios de concentracionesde cualquier componente de un sistema da lugar a unaaccinque tiende a consumir parte de la sustancia agregada. Supngase que en elprocesoHaber para laproduccinde N2O4(g) al aadir en exceso a la mezcla en equilibrio se aumenta elconsumode NO2. en la misma forma, un aumento de concentraciones desplazar el equilibrio hacia la derecha.5. Para el equilibrio H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) la Kc = 4.4 a 2000 K. Si se introducen en un reactor simultneamente 1 mol H2, 1 mol CO2 y 2 mol de H2O, determine:a. Las concentraciones deproductosy reactivos en el equilibriob. La Kp y Pxc. Las presiones ParcialesSolucin:Teniendo en cuenta la reaccin: H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)Inicio 1 mol 1 mol 2 mol -----Reaccin: - x - x ------ -----Formacin ---- ------ + x + xEquilibrio 1 x 1 x 2 + x + x = 4 molUsando base declculo, V = 1 lt,Entonces Kc = 4.4 = (2 + x)(x)/(1 x)2, ............(1)por lo tanto;(4.4)(1 2x + x2) = 2x + x2 ;4.4x2 x2 8.8x 2x + 4.4 = 0 ;3.4x2 10.8x + 4.4 = 0 ....................(2)utilizando la frmula "chicharronera" determinamos las races de la ecuacin (2)

por lo tantox1 = 2.5789 y x2 = 0.4799sustituyendo x2 en la ecuacin (1) verificamos que Kc = 4.4b) Sabiendo que D n = 0; por lo tanto Kx = Kp = Kx = 4.4Utilizando la ecuacin PV = nRT determinamos el valor de la presin total del sistema:P = [(4mol)(0.082 atm-lt/molK)(2000K)]/1 lt = 656 atmDeterminamos las concentraciones y presiones parciales en el equilibrio:a) c)Gasni (mol)[ ] = n1/V (mol/lt)x1 = n1/ntPi = xiPT (atm)

H20.520.520.1385.28

CO20.520.520.1385.28

H2O2.47992.47990.619975406.7036

CO22.47992.47990.11997578.7036

S 4 mol 1 656 atm2. Calcular las kilocaloras que se desprenden por la formacin de 1 kg de cido actico (CH3COOH) a 500 K2C(s) + 2H2(g) + O2(g) CH3-COOH(l) D HR = ?Datos:SUSTANCIAKcal/molCp (cal/molK)

CO2(g)D Hf = - 94.05

H2O(l)D Hf = - 68.32

CH3COOH(l)D Hf = - 208.328.

H2(g)6.952

O2(g)6.085

C(s)1.760

Solucin:Determinamos el valor de D HR1, tomando en cuenta la siguiente reaccin y aplicamos la ley de Hess, entonces:CH3COOH(l) + 2 O2(g) 2 CO2(g) + 2 H2O(l)

Ahora calculamos D HR2, por lo que necesitamos D CpEntonces:

por lo tanto:

Considerando el valor de D HR2 el valor calculado tenemos, que:

Por lo tanto X = - 1,956,123.03 cal o sea D H = 1,956 kcal es el valor que se desprende por la formacin de 1 kg de cido acticoI P NU PI I C S ADepartamento decienciasbsicasAcademia de qumicaE.t.s. (programacinlibre) de fisicoqumica II. Turno matutinoElaireal inicio del proceso de compresin adiabtica est a una presin de 1 atm y temperatura de 25C, es comprimido hasta una presin de 10 atmsferas; la transferencia de calor hacia el aire por unidad de masa desde el depsito de alta temperatura es de 150 kj/kg, la reaccin de g = 1.4, determine:a. La transferencia del calor hacia el depsito de baja temperatura por unidad de masa de aireb. Eltrabajoproducido por el ciclo qT, D ET y D HT.2. Calcular el calor de formacin a volumen constante para el HCl(g) a 150C a partir de la siguienteinformacin:Ag2O(g) + 2HCl(g) 2AgCl(g) + H2O(l) D H = - 77.61 kcal2Ag(g) + O2(g) Ag2O(g) D H = - 7.31 kcalAg(g) + Cl2(g) AgCl(g) D H = -30.36 kcalH2(g) + O2(g) H2O(l) D H = - 68.32 Kcal.Cp(HCl) = 6.27 + 1.24 10-3 T + 0.30 10-5 T2 cal/molKCp(HCl) = 6.52 + 0.78 10-3 T + 0.12 10-5 T2 cal/molKCp(HCl) = 8.85 + 0.16 10-3 T - 0.68 10-5 T2 cal/molK3. En la siguiente reaccin en la que se produce cido ntrico (HNO3)3NO2 (g) + H2O 2HNO3 + NO(g)Se ha determinado que reacciona el 24.5% de NO2 para llegar al equilibrio, el cual se obtiene a 20C y 1 atm de presin para una mezcla de 10 mol de NO2 y 90 mol de H2O que se someten a proceso, determine el valor de Kp, Kx y Kc.4. Se desea conocer elpHde la solucin resultante al mezclar 0.0803 m3 de NaCl 2.5 10-3 M con 0.0001 m3 de HCl 5 10-8 M.Nota: P.M. Na = 232. Examen Departamental De Fisicoqumica II. Turno Vespertino1. Los calores de las reacciones siguientes a condiciones tipo son:Na(s) + Cl2(g) NaCl(s) D H = - 98,230 calH2(g) + S(s) + 2O2(g) H2SO4(l) D H = - 193,910 cal2Na(s) + S(s) + 2O2(g) Na2SO4(s) D H = - 330,500 calH2(g) + Cl2(g) HCl(g) D H = - 22,060 calA partir de estosdatoshallar el calor de reaccin a volumen constante y 25C para el siguiente proceso:2NaCl (s) + H2SO4(l) Na2SO4(s) + 2HCl(g)2. Determinar la masa en Kg. de etano (CH3CH3) necesaria para operar una caldera que obtiene 1.2 toneladas / hora de vapor saturado, si la entalpa de vaporizacin del agua es de 9730 cal/mol y la temperatura de operacin del quemador es de 1210C, a partir de los siguientes datos termoqumicos. D Hc normal del CH3CH3 = - 890.34 KJ/gmol, Cp = a + bT + cT2Compuesto (g) a b 103 c 10-5CH3CH3 23.64 47.86 -1.92O2 29.96 4.18 -1.67CO2 44.22 8.79 -8.68H2O 30.54 10.29 0Considerar que la eficiencia en la transferencia de calor es del 82%3. En un reactor de cinco litros, se colocan inicialmente 7.5 gramos de NO, 0.25 gramos de H2 y 2.7 gramos de vapor de agua. Al establecerse el equilibrio, el NO tiene una concentracin de 0.025 mol/litro. La reaccin que se lleva a cabo a 350C es:2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)Calcular:a. Kc, Kx y Kpb. A eficiencia de la reaccinc. La composicin en %mol y en % peso, de la mezcla en equilibriod. Si en laalimentacinno se numera incluido el vapor de agua podra hacer aumentado la eficiencia de la reaccin? En cualquier caso, explique la razn de su respuesta4. La constante de equilibrio para el equilibrio de nitrgeno y amoniaco es de Kp = 0.0128 la reaccin es como semuestraa continuacin:N2(g) + 3/2H2() NH3(g)Determine las presiones parciales de nitrgeno e hidrgeno en equilibrio, si la presin parcial del amoniaco es de 1 atm y con la condicin de que:a)b) La presin parcial de NH3 aumenta al doble en el equilibrio y1. En la obtencin del amoniaco por el proceso Haber N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) a 500C y 500 atm de presin se obtiene un 61% por mol de amoniaco. En condiciones estndar el amoniaco desprende 11.03 kcal/mol al formarse.a. CpNH3 = 6.189 + 7.787 10-3 T 0.728 10-6 T2 cal/molCCpN2 = 6.449 + 1.413 10-3 T 0.0807 10-6 T2 cal/molCCpH2 = 6.947 0.20 10-3 T + 0.4808 10-6 T2 cal/molCb. Cunto calor deber extraerse a 500C para que el proceso sea isotrmico?c. Qu cantidad de moles se encuentran de cada componente al trmino de la reaccin?2. Calcular el calor de formacin del Benceno a volumen constante y a 60C a partir de la siguiente informacin:2C(s) + 2O2(g) 2CO2(g) D H = - 188.04 kcal2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) D H = - 136.634 kcalC6H6(l) + 7O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(l) D H = - 780.98 kcalSustancia Cp [cal/molK]C(s) 0.423 + 0.1842 10-3 TH2(g) 0.7765 + 0.10 10-3 TC6H6 - 0.1787 + 16.24 10-3T 9.02 10-6 T2b) Cunto calor se debe suministrar para formar 250 libras de C6H6(l) a 60C?3. Cuando se alimentaron en relacin estequiomtrica los reactivos a un recipiente de 4 litros y una temperatura de 250C la presin fue de 2.5 atm. Al verificarse la reaccinPCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g)Se lleg al equilibrio a la misma temperatura, por lo cual Kp = 0.555, calcular:a. Las presiones parciales de cada sustancia en equilibriob. Los gramos de Cl2 alimentadosc. Losvaloresde Kc y Kx4. Se tiene en un reactor cido sulfhdrico H2S(s) a 750C y la presin inicial del cido es de 12.2 atm y su Kc en el equilibrio es 1.03 10-3. La reaccin que se realiza es:H2S H2(g) + S(g)a. Cul ser la presin parcial del hidrgeno en el equilibrio?b. Cul ser la presin mxima que tendr que resistir el reactor?1. Calcule la entalpa de formacin estndar del N2O5 a 25C basndose en los siguientes datos:2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) D H = - 114.1 kJmol-14NO2(g) + O2(g) 2N2O5(g) D H = - 136.634 kJmol-1N2(g) + O2(g) 2NO(g) D H = - 780.98 kJmol-12. Los calores tipo de formacin de laglucosay del cido y del cido lctico, son 304.5 y 165.88 kcal/mol respectivamente. Los Cp para las 2 sustancias son 52.31 y 30.5 cal/gmol.a. Cul es el calor de reaccin a 25C para la formacin del cido lctico a partir de la glucosa?b. Cul sera el valor que obtendra si la reaccin fuese a 37C?C6H12O6 2(CH3-C-COOH)3. La entalpa de combustin del Naftaleno (C10H8) es de 5157 kJmol-1 a 25C del cul es su entalpa de formacin a esa temperatura Cul es el calor de la reaccin a 400C?C10H8(s) + 12O2(g) 10CO2 + 4H2O(g)Compuesto (g) a b 10-3 c 105C10CH8(s) -115.9 3920 0 ?O2(g) 29.96 4.18 -1.67 0CO2 44.22 8.79 -8.62 - 393.5H2O 30.54 10.29 0 - 241.84. En un recipiente de 3 litros se colocan 0.5 moles de NO y 0.5 moles de H2, si en el equilibrio se determina que se tuvo un rendimiento de 60%, a) Cul es el valor de la constante Kc?b) Cules son la concentraciones en el equilibrio?2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)c) Si despus del equilibrio se colocan 0.5 moles ms de H2 Cul ser el rendimiento final?5. Se hacen reaccionar inicialmente 10 gramos de etanol, 5 gramos de cido actico, 5 gramos de acetato de etilo y 4.5 gramos de agua; si la reaccin que se efecta se representa como:CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2OY para cuando este proceso se lleva a cabo a 100C, Kc = 4.0, una vez que se logr el equilibrio se agreg accidentalmente 5 gramos de acetato de etilo. Cul ser la composicin en % peso en el nuevo equilibrio?1. Determinar la cantidad de Kg degasbutano (C4H10) que se requiere para fundir 1000 kg dealuminioinicialmente a 20C.Datos: Temperatura defusindel aluminio 660CCalor especfico del aluminio 6.8 cal/gCalor de fusin del aluminio 2550 cal/molCalor desprendido por mol de butano quemado = 687.98 kcal/mol2. A partir de las siguientes reacciones, que se lleva a cabo a condiciones estndar; calcular el calor de formacin estndar del Fe2 O3 (s) y Fe O(s)1.- Fe2 O3 (s) + 3C(s) 2 Fe(s) + CO3 (g) _ _ _ _ _ _ _ D H = 117.31 kcal/mol2.- Fe2 O (s) + C(s) Fe(s) + CO (g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D H = 37.7 kcal/mol3.- C(s) + O2(g) CO2 (g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D H = -94.05 kcal/mol4.- CO(g) + O2(g) CO2 (g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D H = -67.62 kcal/mol3. Para la siguiente reaccin:4NH3(g) + 5O2(g) 4NO2 + 6H2Oa) Calcular el calor de reaccin para 5 gramos de mol de NH3 si se conocen los siguientes datos:Sustancia: D H (kcal/mol)NH3(g)-11.04O2(g) 0.00NO(g) 21.60H2O(g) -57.80b) Cunto calor se obtendr del sistema de reaccin por Kg de H2O(g) obtenida?4. Calcular el calor de formacin del C2H4(g) a 300K si se dispone de la siguiente informacin:D H (kcal)C2H4(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 2H2O(l) - 337.30H2(g) + O2(g) H2O(l) - 68.30C(s) + O2(g) CO2(g) - 94.05Cp [cal/molK]C(s) 2.673 + 2.617 10-3T + 0.1169 10-6T2C2H4(g) 2.706 + 29.16 10-3T + 9.06 10-6T2H2(g) 6.947 0.2 10-3T + 0.481 10-6T25. En un reactor que tiene un volumen de 3000 litros se introduce 420 kg/min de N2 e H2 con un exceso de 20% de la cantidad estequiomtrica requerida. Si la temperatura a la que se lleva a cabo la reaccin es de 1500 K y tiene un grado de conversin del 60%,a. Cul ser el valor de Kc?b. Cul es la presin total del equilibrioc. Cules son las concentraciones en el equilibrio? Reaccin: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)6. Considere el siguiente sistema en equilibrioCO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) D HR = -41.18 kJEn un reactor se carga inicialmente, una mezcla de 50% de vapor de agua y 50% de monxido de carbono y una vez que el equilibrio se alcanza a 1000K, la composicin de la mezcla es:% mol CO2 = % mol H2 = 27.1% mol CO = % mol H2O = 22.9a. Calcular Kc, Kp y eficiencia de la reaccinb. A la misma temperatura, se repite el proceso pero esta vez con una carga inicial de 28 g de CO y 36 g de H2O Cul ser la eficiencia de la reaccin?c. Cmo se ver afectado este sistema, por cambios en la presin y en la temperatura, segn el principio de Le Chartelier?7. Al hacer reaccionar 2 gramos de H2(g) con 50 g de I2(g) se producen 30 gramos de HI(g), con los datos anteriores calcular:a. La Kcb. Si aumenta la cantidad de I2(g) a 100 g Cul ser el valor de HI producido?Reaccin: H2(g) + I2(g) 2HI1. Una masa de 2 Kg. deoxgeno(O2) se expande mediante un proceso en el que se cumple la relacin V/T = Cte., en donde la presin es de 172 kPa para un sistema de cilindro mbolo, desde una temperatura de 32C hasta una temperatura de 182C. Calcular:a) El calor requeridob)El trabajorealizado (reversible)c) El cambio de entalpad) El cambio de energa internae) El trabajo irreversible si la Pop = 1 atm.NOTA: (1 105 Pa = 1 atm)2. Una muestra deazcarD ribosa (C5H10O5) de 0.727 gramos fue quemado dentro de un calormetro en presencia de oxgeno en exceso, la temperatura del calormetro se elev 0.910 K desde 25C. En otro experimento efectuado en el mismo aparato 0.825 gramos de cido benzoico (C6H5COOH) que tiene un valor de energa interna de combustin conocido de 3251 kJ/mol, se incendiaron, con una elevacin de temperatura de 1.94 K. Calcule para la D-ribosa:a. La energa interna molar de combustinb. La entalpa molar de combustinc. La entalpa molar de formacin de la D-ribosaReaccin: C5H10O5(s) + 5O2(g) 5CO2(g) + 5H2O3. A 250 C el valor de Kp es de 0.5555 para la reaccin gaseosa PCL3 + Cl2 PCl5, calcular las presiones parciales y la concentraciones de todas la sustancias presentes en el equilibrio si se colocan inicialmente 41.7 gramos de PCl5 en un recipiente de 4 litros a 250 C.4. Una solucin 0.1 M de cido hipocloroso (HOCl) reporta un pOH = 9.64, si la reaccin se representa en la forma de HOCl + H2O H+(ac) + OCl-(ac)a) Demuestre mediante clculos apropiados si es un cido dbil o fuerteb) Calcule concentraciones de todas las especies inicas para cuando la reaccin concluyac) Calcule el grado de ionizacind) Si demostr que el electrolito no es fuerte, tambin calcule el valor de la constante de ionizacin.5. La descomposicin de cierta sustancia "A" se representa por 2A(g) 2B(g) + C(g) al comenzar la reaccin slo se tiene A y su presin es de 1 atm, para seguir la cintica de la reaccin se tomaronlos valoresde la presin total del sistema gaseoso a diferentes tiempos como se muestran en la siguiente tabla:PT [mmHg]936.551001.151034.511086.86

q (min)0.3330.6661.01.666

Calcular: a) eltiempoen el cual la presin total del sistema es de 1.3 atmb) La composicin del sistema en fraccin molar de todas las sustancias presentes para el tiempo de reaccin del inciso (a)c) El tiempo de vida mediaAcademia De QumicaE.T.S. (ORDINARIO) De Fisicoqumica II, Turno Matutino1. Un mol de vapor de agua a 430 C y 390 lb/in2 se someten a los siguienteprocesosreversibles.a) Primeramente a una expansin en la que el trabajo es igual al calor generado cuyo valor es 9255.7 Jb) Seguidamente el vapor se enfra en ausencia de trabajo mecnico y el valor de la energa interna es de - 1280.60 calc) Posteriormente se enfra siguiendo la ecuacin V/T = CTE, la entalpa en el proceso es de -840.5 Jd) De ah se somete a una compresin en la que Q = 0 hasta una presin de 29.3 atme) Finalmente se realiz un proceso de enfriamiento donde Q = D H y la energa interna es de -267 calCalcular:1) Los valores de lasvariablesdeestadopara definir cada proceso2) La energa interna, entalpa, calor y trabajo para cada proceso3) Explique si se trata de un ciclo o no, fundamente su respuesta2. Calcular el calor que se genera por 10 kg de CO medido a condiciones estndar de temperatura y presin; si el proceso de combustin se realiza a presin constante y a una temperatura de 1400 C y se representa por la reaccin:CO(g) + O2(g) CO2(g)Datos adicionales:Sustancia D Hf (cal/mol) Cp (cal/molK)CO(g) - 26416 6.42 + 1.665 10-3 T 1.96 10-7 T2O2 -------------- 6.148 + 3.102 10-3 T 9.23 10-7 T2CO2(g) - 94051 6.214 + 10.396 10-3 T 35.45 10-7 T23. La reaccin de disociacin del SO2Cl2 a la temperatura de 175 C se representa por la siguiente reaccin:SO2Cl2g) SO2(g) + Cl2(g) Kp = 12.95 atmSi en un reactor de 10,000 litros se alimentan 19.5 kg del reactivo y la reaccin se realiza a 175 C, cuando se llega al equilibrio, se desea que calcule:a) Las concentraciones de reactivos y productos en el equilibriob) Las presiones parciales y total al analizar la reaccin.1. 4.91 moles de CO2 que se comportan como gas ideal son sometidos una serie de procesos termodinmicos reversible, como se menciona a continuacin:De un estado inicial de 30 C y 1.5 atm se comprimen mediante un proceso en el que D E = -W hasta una presin de 3 atm, posteriormente el sistema absorbe 1200 caloras de calor en el que se cumple P/T = Cte., una vez alcanzado, el equilibrio la presin se reduce 1/3 mediante un proceso en el que P1V1 = P2V2, para que finalmente el sistema se expanda al doble del volumen por un proceso en el que Op = D H, considerar Cp = 4.96 cal/molK, calcular:a) Escriba para cada cambio el tiempo de proceso que se tratab) Los valores de P, V y T para cada estado termodinmicoc) Los valores de D E , Q, W y D H para cada proceso2. A partir de las siguientes reacciones y calores de reaccin a 25 C2C(s) + 2O2(g) 2CO2(g) D H = -188.104 kcal2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) D H = -136.634 kcal2C6H6(l) + 15O2(g) 12CO2(g) + 6H2O(l) D H = -1561.96 kcalCalcular:El calor de formacin molar para el Benceno (C6H6)El calor de formacin para 350 gramos de BencenoEl calor de formacin molar a volumen constante para el Benceno a 100C si se sabe que Cp(C(s)) = 4.03 cal/molK; Cp(H2(g)) = 6.52 cal/molK; Cp (C6H6(l)) = 1.25 cal/molK3. Cuando se verifica la disociacin del PCl5 a PCl3 y PCl2 en fase gaseosa, en un recipiente de 4 litros, se encontr que en equilibrio a 250 C la masa total de la sustancia presentes es de 41.7 gramos y su Kr = 0.042. Calcular:a. La concentracin de cada sustancia presente en el equilibriob. Sus presiones parciales en el equilibrio4. Cuando 0.025 gramos de Ba(OH)2 se diluyen con suficiente cantidad de H2O hasta que el volumen de la solucin es de 3,000 litros, se presenta la siguiente disociacin:Ba(OH)2(ac) Ba++(ac) + 2OH-(ac)Cul es el pH de la solucin resultante?5. Para la descomposicin de cierta sustancia A Productos, se encontraron las fracciones descompuestas de A a diferentes tiempos como se indica a continuacin:Fraccin descompuesta de A0.1480.2740.3820.551

q (min)204060100

Calcular: a) El perodo de vida mediab) La fraccin de A no descompuesta para un tiempo de 1 hora 25 minutos.1. Un mol de vapor a 426.6 C y 400 lb/in2 se someten a los siguientes procesos reversibles: a) primeramente a una expansin en la que el trabajo es igual al calor generado cuyo valor es 9350.66 Julios, b) Seguidamente el vapor se enfra en ausencia de calor mecnico y el valor de la energa interna es de 1278.26 cal, c) posteriormente se enfra siguiendo la ecuacin V/T = Cte. (La entalpa en el proceso es de 838.5 Julios), d) de ah se somete a una compresin en la que Q = 0 hasta una presin de 27.21 atm; posteriormente se realiza un proceso de enfriamiento donde q = D H y la energa interna es de 257 cal. Obtener:a. Los valores de la variables para definir cada procesob. Las energas, entalpas, trabajo y calor para cada caso2. Un intercambio de calor usa vapor que sale de una turbina para calentar aires en una planta de proceso. El vapor entra al intercambiador con un gasto msico de 1.2 kg/s, una presin de 200 kPa. El aire entra al intercambiador a 20C y 101 kPa y sale a una presin de 101 kPa. El gasto msico de aire es de 3 kg/s. Suponiendo que la superficie exterior del intercambiador est perfectamente aislado, calcular la temperatura del aire conforme abandona el intercambiador. Realice eldiagramade proceso. Datos: D Hxvap = 164 kJ/kg.3. cuando lleg al equilibrio la reaccin N2O4 2NO2 a 25C y presin de 3.79 atm, en un reactor de 0.5 l, se determin que las moles totales fueron de 0.07763 y el contenido del NO2 de 14.34 %mol. Calcular:a) los gramos del reactivo alimentadosb) La composicin en %mol, cuando se efecta otro experimento a 25 C en el mismo reactor, al iniciar la reaccin con 0.20 moles de NO2.4. Cuando se prepar una solucin de CH3COOH a 25C son 300 g del soluto y suficiente cantidad de agua hasta que el volumen es de 350 litros, se le adicionaron 20 litros de CH3COONa 0.0025 M, se sabe que a 25C la Ka = 1.8 10-5, por lo tanto calcule:a) El pH de la solucin finalb) Qu es el efecto de ion comn?c) Tericamente mencione lo ms claro posible la diferencia decomportamientoentre el cido de este ejercicio contra una disolucin del cido triprtico H3PO4.1. Una mol de un gas monoatmico realiza el siguiente ciclo reversible:

Calcule para cada etapa y para el ciclo completo Q, W, D E y D H.2. Con el calor generado por la combustin de 85 kg de propano (C3H8) a una temperatura de 500C Cunta agua se evaporar si previamente se calent a su punto normal de ebullicin y se sabe que la eficiencia de transferencia de calor es del 80%?Datos adicionales:Sustancia D Hf (cal/mol) Cp (cal/molK)C3H8(g) - 24.82 2.41 + 57.195 10-3 T 1.75 10-5 T2CO2(g) - 94.051 10.57 + 2.1 10-3 T 2.06 10-5 T2H2O(g) - 57.798 7.3 + 2.46 10-3 TO2(g) -------------- 6.117 + 3.167 10-3 T 1.0 10-5 T23. Para la reaccin gaseosa PCl3 + Cl2 PCl5 a 250C el valor de Kp = 0.555. Si en un recipiente de 4 litros a 250 C se colocan 41.7 gramos de PCl5 para iniciar la reaccin. Cul ser la nueva composicin en % mol, si a la reaccin en equilibrio se modific reduciendo la presin total del sistema en 1/3 de su valor?4. Se estima que con 175 mg de cloruro de amonio (NH4Cl) mezclados con 750 ml de solucin de hidrxido de amonio NH4OH 0.2 M se obtiene una solucin con un pH de 10.45 que servir para calibrar un potencimetro.a) Demuestre por medio de los clculos correspondientes si esto es correcto o nob) En cualquier caso, exprese un comentario al respecto5. Los siguientes datos se obtuvieron en la descomposicin de una muestra de N2O5 a 45C al desarrollarse la siguientes reaccin: 2N2O5 4NO2 + O2q (seg)0 184 319 526 867 1198 1877 2315

O2 mol/lt0 0.125 0.21 0.33 0.485 0.61 0.805 0.89

Si la concentracin inicial del N2O5 es de 2.33 mol/lt, determinar:a) El orden de reaccin y la constante cinticaLa concentracin del NO2 a los 15 minutos.1. Un ciclo de energa opotenciade Carnot trabaja con 0.908 kg de aire entre loslmitesde temperatura de 21.1 C y 260 C. La presin al inicio de la expansin isotrmica es de 28.1 kg/cm2 y al final es de 13 kg/cm2. Despus sigue un proceso adiabtico de expansin lenta hasta 2 kg/cm2, posteriormente hay una compresin isotrmica hasta 4 kg/cm2. Considere gas ideal y procesos reversibles, y que la composicin del aire es 21% mol O2, 79% mol N2.a) Determine el volumen final de la compresin isotrmicab) Determine calor, trabajo, energa y entalpa para el cicloc) Si el ciclo fuera irreversible, calcular la eficiencia del ciclo comparada con el ciclo reversible2. Determinar la cantidad necesaria degas natural(92% CH4) por cada kg de vapor de agua sobrecalentada producida a 350C a partir de agua lquida a 20C. El calor latente de vaporizacin a 100C es de 540 cal/g, la transferencia de calor tiene una eficiencia del 100% y la reaccin de combustin se lleva a cabo a 1500KReaccin CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g)Datos adicionales:Sustancia D Hf (kcal/mol) Cp = a + bT (cal/molK)CO2(g) - 94.052 6.214 + 10.396 10-3 TH2O(g) - 57.800 7.256 + 2.298 10-3 TCH4(g) - 17.889 3.381 + 18.044 10-3 TH2O(l) -------------- 18.03. Para el equilibrio 2NOCl(g) 2NO(g) + CL2(g), Kp = 1.7 10-2 a 240C. Si 0.0133 moles de NOCl puro se calienta a 240C de tal forma que se obtenga en el equilibrio una presin parcial de 0.0714 atm para el NO Cules sern las presiones parciales para el Cl2 y el NOCl asi como la presin total?4. Llene los espacios vacos de la siguiente tabla, cada lnea (a, b, c, d) se refiere a una solucin diferente.SolucinTemperatura (C)[H+][OH]pH

a)251 10-6

b)254.52

1.- 59 gramos de gas con un peso molecular de 40 gramos/mol se encuentran inicialmente a 25 C y 3 atmsferas, dicho gas se somete a los siguientes procesos consecutivos.Primero se calienta isobricamente hasta que el volumen alcanza 3.5 veces su volumen inicial, despus se comprime adiabticamente hasta la mitad del volumen inicial, en seguida el volumen se mantiene constante hasta una temperatura de 300 K y finalmente se realiza un proceso isotrmico hasta alcanzar una presin de 2 atm.Considere que el Cv = 3/2 R y determine:a. El trabajo, calor, energa interna y entalpa de cada proceso y los totalesb. Elabore el diagrama P v.s. V correspondiente2. Calcule el calor de reaccin a volumen constante que resulta de reaccionar 600 gramos demetanoa 250 C de acuerdo a la siguiente reaccin en estado gaseoso:

SustanciaD Hf (kCal/mol)ab 103g 107

CH4-17.8893.42217.845-41.65

CH3CH3-20.2361.37541.852-138.27

H2-----6.947-0.1994.208

3.- Para el equilibrio 2 NOCl 2 NO + Cl2 en estado gaseoso Kp = 1.7 10-2 a 240 C. Si 0.0133 moles de NOCl puro se calientan a 240C de tal forma que se obtenga en el equilibrio una presin parcial de 0.01714 atm para el NO. Cules sern las presiones parciales para el Cl2 y el NOCl as como la presin total?4. al mezclar 1200 ml de cido ntrico (HNO3) 0.01135 M con 875.25 ml de hidrxido de sodio (NaOH) 0.0078 M se obtiene una nueva disolucin.Determine:a. El pH de la solucin resultanteb. El pOH de cada solucin5. En un celda electroltica formada porhierro(Fe) y el otro decobre(Cu) sumergidos en una solucin de sulfato de cobre (CuSO4) se hace pasar una corriente de 2.5 Amperios durante un tiempo de 0.2 hr.a. Determine la celda electroltica indicando cual es el ctodo y el nodob. Escriba las reacciones que se llevan a cabo en los electrodosc. Determine la masa de cobre depositadaP.A. O: 16 N:14 N:1 S:32 H:1 Cl:35.5 Cu:63.5 Fe:56 Na:231.- Conociendo las siguientes ecuaciones termoqumicasH2(g) + O2(g) H2O(l) D H = -57.80 kcal/mol6CO2(g) + 3H2O(l) C6H6 + 15/2 O2(g) D H = +757.5 kcal/moly que el calor de combustin del ciclo de hexano (C6H12(g)) es de 881.67 kcal/mol. Calcular la entalpa de la siguiente reaccin a condiciones tipoC6H6(l) + 3H2(g) C6H12(g).2. Un horno industrial de flujo estable es diseado para operar con gas metano (CH4) a una presin constante de 1 atmsfera. El gas metano entra al horno a 25C y se mezcla con oxgeno a la misma temperatura reaccionando segn la reaccinCH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l)Obtenindose losgasesde combustin a 400 K. El horno est diseado para tener una relacin de transferencia de calor de 47.8 kcal/seg. Calcule el gasto de CH4 necesarioEl Cp est dado de acuerdo a la expresin Cp = a + bT + cT2 (cal/molK)Datos Hf (kcal/mol) a b cCH4 -17.889 3.38 18.04 10-3 - 4.30 10-6O2 --------------- 6.148 3.102 10-3 - 0.92 10-6CO2 - 94.051 6.214 10.396 10-3 -3.54 10-6H2O - 31.83 7.256 2.29 10-3 0.283 10-63.- Cuando 1 mol de PCl5 se disocia, se encontr que en el equilibrio la temperatura es de 487C, la presin de 1 atmsfera y el contenido de Cl2 de 20% en volumen; si la reaccin que se efecta se representa por PCl5 PCl2(g) + Cl3(g). Calcular el Porciento del PCl2 que reacciona si a la mezcla de equilibrio se el adiciona 0.5 moles de Cl2 considerar que el volumen y la temperatura permanecen constante.4. el metanol (CH3OH) puede ----------- de acuerdo con la reaccinCO(g) + 2H2(g) CH3OH H = -21.67 kcal/molPara esta reaccin Kc = 1.377 a 127Ca. Calcular la produccin en equilibrio de metanol, cuando reaccionan 1 kmol de CO y 2 kmol de H2 a 127C y 5 atmsferasb. Qu recomendacin hara para que se incremente el rendimiento de la reaccin por los dos factores que pueden modificar el equilibrio? (Why?)1.- En una planta de hidrgeno utiliza el proceso de Bosch para producir 400 kg de hidrgeno por hora en base a la reaccin:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)Los reactivos entran a 25C y los productos salen del lecho catalizador a 900 F. Todo el montaje del reactor est rodeado por un cubierta de agua. Qu cantidad de calor se tiene que eliminar con agua de enfriamiento cada hora?Compuesto D Hf (cal/mol); Cp = a + bT + cT2 (cal/molC)Datos Hf (cal/mol) a b cO2 --------------- 6.52 0.78 10-3 0.12 10-5CO2 - 94051 10.57 2.1 10-3 -2.06 10-5H2O - 57.798 7.30 2.46 10-3CO - 26416 6.79 0.98 10-3 -0.11 10-52.- Para la disociacin del N2O4(g) 2NO2(g) la Kc = 0.211 a 100C. Calcular las concentraciones y la presiones parciales en el equilibrio de productos y reactivos mantenindose la misma temperatura y usando un reactor de 325 ml donde inicialmente se coloca 1 gramos de N2O43.- Para la obtencin de Cl2 se tiene la siguiente reaccin:4HCl(g) + O2(g) 2Cl2 + 2H2O(g)Se tiene una corriente de HCl y aire con la composicin en % volumen de (15.0 Hcl, 51.35 N2 y 33.6 O2) la cual en equilibrio tiene 6% de Cl2 en volumen. Calcular:a. La composicin de la mezcla en equilibrio a 350C y 1 atmsferab. El valor de Kc y de Kp4.- La oxidacin de SO2 a SO3 se efecta en fase gaseosa segn la reaccin:SO2 + O2 SO3 a 610CLa constante de equilibrio Kp es de 8.5. Para realizar la conversin a SO3 se alimenta un reactor cataltico con un gas que proviene de quemadores de azufre y que contiene 12% de SO2, 8% mol de O2 y 80% mol de N2. Si la conversin del SO2 a SO3 es del 90%. Determinar la presin de equilibrio.1.- La obtencin del metanol es posible mediante la siguiente reaccin:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)El sistema opera a una temperatura de 355 C y a una presin de 46 atmsferas. Calcular la cantidad de calor que debe removerse del reactor, si se obtienen 96 toneladas/da de metanol, usando los siguientes datos termoqumicosDatos D Hf (cal/mol) Cp (kJulio/mol)CH3OH(g) - 238.64 40.25 + 8.30 10-3T - 0.25 10-5T2H2 ---------------- 27.28 + 3.26 10-3T - 0.50 10-5T2CO - 110.52 28.41 + 4.10 10-3T - 0.46 10-5T22.- Calcular D H a 427 C para la produccin de 1 tonelada de NH3Datos: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) D Hf = 92.42 kilo JuliosCp N2 = 6.5421 + 1.251 10-3TCp H2 = 6.9469Cp NH3 = 6.1890 + 7.887 10-3T 7.2801 105T-2NOTA: El Peso atmico del Nitrgeno es 14 y del hidrgeno es 1.Qu cantidad de agua podra elevar su temperatura desde 20 hasta 90C aprovechando el calor generado en la produccin de 1 tonelada NH3 a 427 C?Cp H2O = 1 cal/gC r H2O = 0.997 kg/lt3.- Considere el siguiente sistema en equilibrio:CO(g) + H2O CO2(g) + H2(g) D Hr = - 41180 JuliosEn un reactor de volumen V (litros), se carga inicialmente una mezcla de vapor de agua y monxido de carbono. Una vez que se alcanza el equilibrio a 1000 K la composicin de la mezcla es:Sustancia CO2 H2 CO H2O% mol 27.1 27.1 22.9 22.9P.M. 44 2 28 18a. Calcule Kc, Kp y la eficiencia de la reaccinb. Qu cantidad de CO2 se obtiene por cada kilogramo de CO?c. Como se va afectando este sistema por cambios en la presin y en la temperatura, segn el principio de Le Chatelierd. A la misma temperatura, se repite el proceso con un carga inicial de 28 gramos de CO y 36 gramos de agua. Cul ser la eficiencia de la reaccin?4.- Para la reaccin PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g) el valor de Kc es de 3 a 300 C. Si en un sistema cuyo volumen es de 17.5 litros la reaccin se inicia con 104.25 gramos de PCl5 y la temperatura de 300C. Calcular:a. Las concentraciones de las sustancia presentes en el equilibriob. Las presiones parciales de las sustancia en el equilibriou1. Los calores de las reacciones siguientes a condiciones tipo son:Na(s) + Cl2(g) NaCl(s) D H = - 98,230 calH2(g) + S(s) + 2O2(g) H2SO4(l) D H = - 193,910 cal2Na(s) + S(s) + 2O2(g) Na2SO4(s) D H = - 330,500 calH2(g) + Cl2(g) HCl(g) D H = - 22,060 calA partir de estos datos hallar el calor de reaccin a volumen constante y 25C para el siguiente proceso:2NaCl (s) + H2SO4(l) Na2SO4(s) + 2HCl(g)2. Cul ser la cantidad de calor de la reaccin indicada para una temperatura de 250 C, dados los siguientes datos?Reaccin: H2(g) + O2(g) H2O(g)Compuesto (g) D Hf kcal/mol a b 103 c 107H2 ----------- 6.947 -0.199 4.808O2 ----------- 6.095 33.253 -10.171H2O - 57.798 7.219 2.374 2.673. Cul es el valor de la constante de equilibrio enfuncinde las concentraciones para un 35% de conversin cuando se introducen cantidades estequiomtrica re reactivos en un reactor de 2 litro? N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g)4. A una temperatura dada se colocaron 1.80 gramos de agua y 5.68 gramos de Cl2 en un matraz de 2 litros establecindose el equilibrio de la reaccin:2H2O(g) + 2Cl2 4HCl(g) + O2(g)La presin total fue de 2 atmsferas. Se descubri que en el equilibrio, la concentracin de O2 era de 0.48 gramos/litro. Calcular:a. Kcb. Kpc. La presiones parciales en el equilibrio1.- Los calores de formacin de la glucosa y del cido lctico a 298 K son 304.60 y 165.88 respectivamente. Las capacidades calorficas de las dos sustancia son 52.31 y 30.5 cal/mol.a. Cul es el calor de reaccin a 25C para la formacin del cido lctico a partir de la glucosa?b. Cul sera el valor que se podra estimar para este calor de reaccin si este procediese a la temperatura fisiolgica de 37.5C?C6H12O6 2(CH3 CH COOH)Glucosa |OH2.- a) Determine el calor de combustin del propano a 500 C a partir de la siguiente informacin:Sustancia D Hf (kcal/mol) Cp (cal/molK)C3H8(g) - 24.820 2.410 + 57.195 10-3 T 1.753 10-5 T2CO2(g) - 94.051 10.57 + 2.1 10-3 T 2.06 10-5 T2H2O(g) - 57.798 7.3 + 2.46 10-3 TO2(g) -------------- 6.117 + 3.167 10-3 T 1.0 10-5 T2b) Con el calor generado por la combustin a 500C, Cunta agua se evaporar si ste se encuentra en su punto normal de ebullicin, y la eficiencia de transferencia de energa es del 85%?Nota: D Hv H2O = 429 cal/gramos3.- En la obtencin del amoniaco en un reactor de 15 litros de capacidad y 400C se introdujeron 28 gramos de N2 y 2 gramos de H2. La presin de equilibrio es de 3 atmsferas. Se encontr que la mezcla de equilibrio contena 17.8% de NH3. Calcular:a. Kcb. Kpc. Las concentraciones de cada componente en el equilibriod. Las presiones parciales de cada componente en el equilibrio4.- Para la reaccin N2O4(g) 2NO2(g), Kp = 1.352. Si se alimentan 92 gramos de NO2(g) a 55C y se sabe que en el equilibrio la presin es de 3 atmsferas, en un reacote cuyo volumen es de 2 litros:a. Determinar la composicin del sistema en % vol en el equilibriob. Qu efecto tendra en la mezcla de equilibrio si la presin se disminuye la mitad?1.- Se tienen 300 litros/horas de una solucin de desperdicio al 14% en peso de cido Clorhdrico con una temperatura de 45C, por norma ecologista no es permitido arrojar al caosolucionescidas o alcalinas, por lo que habr que neutralizar la solucin con NaOh al 18% en peso que tiene una temperatura de 30 C, esto con el fin de evitar ser multado segn los artculos ecologistas del Diario Oficial de la Federacin.a. Calcule la cantidad de calor generado en el procesob. Si la temperatura mxima permitida en los efluentes de salida de lasplantases de 32C, calcule si es necesario agregael aguafra (20C) alproductode la neutralizacin y cuanta. Reporte los resultados por hora/por daDensidad solucin alcalina = 1.1 g/cm3 Calor neutralizado = -13,600 calorasDensidad solucin cida = 0.1 g /cm3 Cp Solucin cida = 1.05 cal/g CDensidad del agua Cp Solucin alcalina = 1.06 cal/g CCp Agua = 1.0 cal /g C2. Obtenga la ecuacin que represente lasntesisdel H2SO4 a partir del azufre, oxgeno e hidrgeno (reaccin de formacin) y calcule el calor de formacin a volumen constante a condiciones tipo, con la siguiente informacin disponibleD Hr (kcal)a. S(s) + O2(g) SO(g) -71.03b. SO3(g) SO(g) + O2(g) 95.38c. SO3(g) + H2O(g) H2SO4(l) -24.96d. H2(g) + O2(g) H2O(l) -67.833.- Se cuenta con un reactor de oxidacin cataltica para obtener bixido de carbono de acuerdo a la siguiente reaccin: CO(g) + O2(g) CO2(g)Si el reactor opera a P = 3.6 kg/cm2 (manomtrica), T = 1250CCalcular el calor que se requiere agregar o eliminar del reactor por cada kg de CO2(g) que se produce (indicar claramente se agrega o elimina calor y porqu)Cp = a + bT + cT2 (cal/molK)a b 103 c 107CO(g)6.42 4.65 -1.96O2(g) 6.148 3.02 -9.23CO2(g) 6.214 10.296 -35.454.- Para la reaccin:Q(g) 2R(g) + 3S(g)Se tiene que las concentraciones en el equilibrio son:[ Q ] = 4.0[ R ] = 4.0[ S ] = 6.0determine el valor de Kc, la concentracin inicial de Q y el rendimiento de la reaccin.1.- La obtencin industrial del carbonato de calcio (CaCO3)(g) se hace por medio del xido de calcio (CaO)(s) y bixido de carbono (CO2)(g)a. Obtener el calor desprendido al obtenerse 50 toneladas de CaCO3(s) a 25Cb. Si la reaccin se llevara a 500C Qu cantidad de calor sera el necesario para producir las 50 toneladas de CaCO3(s)?Calores de formacin de CaO(s), CO(s) y CaCO3(s)D Hf (k Julios)Ca(s) + O2(g) CaO(s) -636C(s) + O2(g) CO2(g) -394Ca(s) + C(s) + 3/2 O2(g) CaCO3(s) -1210Cp CaO(s) 11.67 + 1.03 10-3 T 1.56 10-5 T2 cal/molKCp O2(g) 7.16 + 1 10-3 T 0.40 10-5 T2 cal/molKCp CaCO3(s) 24.98 + 5.21 10-3 T 6.20 10-5 T2 cal/molK2.- Cuando el 55% del calor liberado por la combustin de una cierta cantidad del C2H6 a 500C se utiliza para obtener 2000 g/min de vapor de agua, de H2O que se dispone inicialmente a 26C, calcular elcostoen $/da de combustible (C2H6) gastado para calentar y evaporar el agua.Sustancia D Hf (kcal/mol) Cp (cal/molK)C2H6(g) - 02.035 2.247 + 38.201 10-3 TCO2(g) - 94.051 10.57 + 2.1 10-3 T 2.06 10-5 T2H2O(g) - 57.798 7.3 + 2.46 10-3 TO2(g) -------------- 6.117 + 3.167 10-3 T 1.0 10-5 T2D Hv H2O = 540 cal/gramo, P.A. O = 12, H = 13.- La reaccin de CH3COOH(l) + C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l) + H2O(l) tiene una Kc = 3, cuando se verifica a 50C y 1 atm. Si se alimenta en cantidades estequiomtrica los reactivos a un reactor de cuatro litros de capacidad, calcular:a. La composicin en %peso de la mezcla en equilibriob. Kp para dicha reaccinc. Las moles dealcoholetlico que no reacciona4.- A un reactor de 35 litros de capacidad que opera a una temperatura de 450C, se introduce una cierta cantidad de HI, por lo que la presin resulta ser de 6.77 atm. La reaccin gaseosa que se realiza en el sistema es: 2HI(g) H2(g) + I2(g); cuando se lleg al equilibrio se determin que el contenido de HI dentro de la mezcla de gases es del 20% mol, calcular:a. La composicin en el equilibrio en %molb. El calor de Kc y Kp para la reaccinc. La concentracin molar del I2 en el equilibriod. El % de disociacin del HI al alcanzar el equilibrioe. Las presiones parciales en el equilibriof. Los gramos de HI que no reaccionanP.A. Yodo (I) = 126.91 Hidrgeno (H) = 11.- La expansin de 30 litros/segundo que est a 50C y 5 atm, tiene lugar en dos etapas consecutivas. En la primera, la transferencia de calor es igual al trabajo desarrollado, siendo el volumen final el doble del inicial y el proceso es reversible. En la segunda etapa, el trabajo desarrollado es igual a la disminucin de la energa interna del sistema, bajando su presin al final a una tercera parte de la inicial de esta segunda etapa.Determinar los valores de Q, W, D E y D H para las dos etapas, suponiendo que la segunda etapa es: a) Reversible, b) IrreversibleCp (aire) = 6.86 cal/molK P.M. (aire) = 29 g/mol2.- El ciclamato de sodio (C6H12NSO3Na) se usa como edulcorante, sin embargo su uso es restringido en otros pases por secancergeno, en la combustin de dichos producto se liberan 770 kcal/mola. Cul es la entalpa de formacin del ciclamato sdico?b. Cuntos gramos de ciclmato sdico generarn por combustin el mismo calor que un gramos de sacarosa?C6H12NSO3Na(s) + 10 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(g) + NO2(g) + Na2SO4(g) + SO3(g)Combustin sacarosaC12H22O11(s) + 12O2(g) 12CO2(g) + 11H2O(g)Datos AdicionalesD Hf kcal/mol D Hf kcal/molCO2(g) -94.05 Na2SO4(g) -330.82H2O(g) -57.8 SO3(g) -94.39NO2(g) 7.56 C12H22O11 529.73.- El cido sulfhdrico (H2S) se forma de las descomposiciones orgnicas. A 750C su constante de disociacin Kc = 1.03 10-3 para la reaccin H2S(g) H2(g) + S2(g)a. Cul ser la presin parcial del hidrgeno en un reactor, donde la presion inicial del H2S es de 12.2 atm?b. Cul ser la presin mxima que tendr que resistir el reactor?4.- Un recipiente de 6 m3 de capacidad contiene el 65% de su volumen de una solucin de 0.0015 M de cido frmico (HCOOH), con r = 1.11 g/ml, la cual est disociada en un 3.4%. Si se evapora 1,800 litros de H2O (solvente), considerar que ladensidadse mantiene igual, calcular:a. El pH de la solucin concentradab. El nuevo grado de disociacinc. Cmo demostrara que se trata de cido dbil?5.- La siguiente reaccin hipottica: A L + 3Z, se llev a cabo partiendo de una concentracin inicial de A de 15 mol/litro; el avance de la reaccin se determin conociendo las concentraciones molares del producto Z segn los siguientes datos cinticos:[Z] mol/litro 5.4 13 18 21 25 27q (min) 10 30 50 70 90 100Determinar: a) El orden y la constante cinticab) Cul ser la concentracin de litros a los 120 min?1.- Para un expansor centrfugo adiabtico que maneja en forma irreversible 22.7 kg/min de aire desde 50 lb/in2 absolutas y 119 C hasta 14 lb/in2 y 26.7C, con un eficiencia del 80% con respecto del proceso reversible. Calcular:a. El trabajo de expansinb. Demostrar si el proceso es completamente adiabticoc. Si el proceso no es completamente adiabtico, determine la temperatura final del agua que pasa por un camisa de enfriamiento, que maneja 6.81 kg/min de agua con una temperatura inicial de 23.5CCp H2O = 1 kcal/kg K Cp (aire) = 7 cal/molK2.- La descomposicin cataltica del alcohol metlico (CH3OH(l)) en CO(g) e H2(g)CH3OH(l) CO(g) + 2H2(g)Se desarrolla en condiciones de equilibrio a 190C y 760 mmHgA partir de la siguiente informacin:2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) D H = 136656 calorasCO(g) + O2(g) = CO2(g) D H = -67623 caloras2H2O(l) + CO2(g) = CH3OH(l) + 3/2O2(g) D H = 182580 calorasCp H2 = 6.5 + 0.0009 T cal/molKCp CO = 6.5 + 0.001 T cal/molKCp CH3OH = 2 + 0.03 T cal/molKDetermine el calor involucrado en la reaccin a las condiciones de equilibrio considerando que reactivo y productos estn a la misma temperatura.1.- Una mol de gas ideal es comprimida adiabticamente con una presin constante de oposicin igual a 10 atm. Inicialmente el gas est a 27 C y 1 atm de presin final es de 10 atm. Calcular Q, W, D E y D H cuando el proceso se realiza en:a. Una sola etapab. Un nmero infinito de etapasConsidere que Cv = 5/2 (R)2.- A partir de las siguientes reacciones a 25 CFe2O3(s) + 3 C (grafito) 2 Fe(s) + 3 CO(g) D H = 117.3 kcalFeO(s) + C (grafito) Fe(s) + CO(g) D H = 37.3 kcalC (grafito) + O2(g) CO2(g) D H = -94.05 kcalCO2(g) CO(g) + O2(g) D H = 67.63 kcalDetermine los calores de formacin a presin y a volumen constante para el Fe2O3(s) y el FeO(s)3.- En un recipiente de 3.75 litro y a una temperatura de 290 C se introducen 0.23 moles de PCl5, llevndose a cabo la reaccin PCl5 PCl3 + Cl2 (fase gas) para la reaccin y a esa temperatura Kp = 1.8Cul ser la composicin en % mol despus de que la presin total en el equilibrio se duplica?4.- Calcular los gramos de acetato de sodio (CH3COONa) que deben estar disueltos en 25 litros de una solucin Buffer qye es 0.0148 M con respecto al CH3COOH y "x"M con respecto al acetato de sodio. Se sabe que el pH de la solucin buffer es de 4.75 y la Ka = 1.8 10-5.5.- La descomposicin de una sustancia se representa a partir de la siguiente ecuacin:A(g) B(g) + C(g) + D(g)Los datos cinticos que se obtienen despus de que la presin inicial del reactivo es de 311.98 mmHg, se reportan como incrementos de presin en el sistemaq (hora) 0.1083 0.2147 0.3317 0.8937Icremento de P (atm) 0.126 0.232 0.33 0.615a. Demostrar de qu orden es la reaccinb. El tiempo de vida media1.- En una refinera el evaporador de una torre dedestilacincalienta una mezcla dehidrocarburosde 40 a 80 C y de la ltima temperatura se evaporan; para los hidrocarburos el Cp = 3.68 cal/molK y el calor latente de vaporizacin de 300 cal/mol; si la columna opera con 20000 kg/hr de la mezcla de hidrocarburos, calcular el Porciento de vapor de H2O usado como medio de calentamiento en la columna, si la refinera cuenta con un sistema decalderasque produce 250000 kg/hr de vapor (D Hv H2O = 539 cal/gramo)2.- Vapor de perxido de hidrgeno (H2O2) entra a un intercambiador de calor a 10 atm y 70C donde se efectan la reaccin a 600 K descomponindose en vapor de agua (H2O) y oxgeno, segn la reaccin H2O2(g) H2O(g) + O2(g)El H2O(g) y el O2(g) salen del intercambiador de calor a 10 atm y 600 K y entran a una turbina perfectamente aislada en donde se expanden hasta una presin de 1 atm y 300 K. Determine:a. La transferencia de calor al efectuar por mol de H2O2 en el cambiador de calor al efectuar la reaccinb. El trabajo desarrollado en la turbina, si el Cp de la mezcla de H2O(g) y O2(g) es de 6.8 cal/molK.Gas D Hf (cal/mol) Cp (cal/molK)H2O2 -31830 7.7H2O -57797 7.25O2 6.143.- En un recipiente vaco se introduce inicialmente PCl5(g) y se encontr que en el equilibrio la mezcla gaseosa contiene 35% en volumen de PCl3(g) a las condiciones de 250C y 2 atm. Calcular El % de PCl5 que se disociar si el sistema en equilibrio modifica su presin total a 0.2 atm, manteniendo la temperatura constante, la reaccin que se efecta es:PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)4.- De una solucin 0.2 N de HCN y con pH = 6 se toman 100 ml, los cuales son diluidos con 900 ml de H2O Cul es el pOH de la nueva solucin y cmo demostrara con clculos si la solucin corresponde a una electrolito fuerte o dbil?5.- Se ha encontrado que la cintica de una reaccin se efecta a unavelocidadconstante de 0.45 mol/lt seg. Si la reaccin se inicia con 0.09 kg de una sustancia cuyo PM = 50 g/mol, contenida en un volumen de 1.5 litros, calcular:a. El tiempo de vida mediab. Qu concentracin se tendr a los 5 minutos de iniciada la reaccin?Instrucciones:1. Resuelva en la hoja de respuestas cada uno de los puntos que se le formularn2. El peso atmicos de los elementos esta al final de la hojaPrctica N3a. Cmo resulta ser el vapor de Qp con respecto al de Qv y a qu funcintermodinmicacorresponde Qp?b. Por qu se agrega 1 ml de agua destilada dentro de la bomba?c. Durante la experimentacin en la determinacin del calor de combustin, se registraron los siguientes datos: masa de naftaleno (C10H8) ---------------- 0.8g longitud del alambre fusible -------------- 10 cm capacidad del alambre --------------------- 2.3 cal/cm volumen de agua en la cubeta ------------ 2000 ml temperatura inicial ------------------------- 21 C temperatura final --------------------------- 22.5 C K calormetro ------------------------------- 420 cal/CCalcule: a) el calor molar de combustin a Vcte; b) El calor molar de combustin a PcteReaccin: C10H8(s) + 12 O2(g) 10 CO2(g) + 4H2O(l)Practica N4a. Enuncie el principio de Le Chatelier-Braunb. Si en el experimento, se hubiese agregado ms cido actico, el valor de Kc se modifica?Reaccin: CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2 CH3 + H2ODatos experimentales:- volumen de NaOH 1 M requerido para titular la alcuota (10 ml) de producto final --- 36 ml- volumen de NaOH 1 M gastado en la titulacin de 0.5 ml de H2SO4 --------------------- 18 mlDetermine: a) El cido actico remanente, b) La constante de equilibrioc) La eficiencia de la reaccinPractica N5c. Se hacen reaccionar 28.5 ml (30g) de cido actico (CH3COOH) con 32 ml (25.5 g) de etanol (CH3CH2OH) y 0.5 ml de H2SO4 como catalizador1. Qu importancia tiene para un Ingeniero Industrial conocer elconceptode pH y sus aplicaciones? Explique1. Cul es la diferencia entre un electrolito fuerte y uno dbil?5. HCl 0.005 M HCl H+ + Cl-5. CH3COOH 0.1 M CH3COOH H+ + CH3COO-1. Cul de la siguientes sustancia tiene mayor acidez? Justifique su respuesta con los clculos necesario para determinar el pHKa = 1.8 10-5Pesos atmicos: H = 1, C = 12, O = 16, S = 32, Cl = 35.5

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