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EJERCICIOS          TERMOQUÍMICA                    2009

1.-Definir y dar ejemplo de cada uno de los siguientes términos: energía cinética, presión, trabajo,
caloría, función de trayectoria, energía química, adiabático, isotérmico.

2.- Un horno eléctrico bien aislado se está calentando por medio de su calefactor. Si el horno completo,
con el calefactor, se toma como un sistema, determinar si hay una interacción de calor o de trabajo.




3.-A) ¿Cuántos joule se necesitan para calentar 100g de cobre desde 20ºC a 150ºC?
  B) Si se suministra la misma cantidad de calor que en A) a 100g de aluminio ¿Cuál de los dos metales
aumenta más su temperatura? Cesp Cu = 0,389 J/gº Cesp Al = 0,907 J/ g º

4.- Cuando se sumerge una cucharita de plata que pesa 45,0g originalmente a 25ºC en una taza que
contiene 200 mL de agua a 100ºC ,la temperatura final es 94,8ºC
A) Determinar el calor específico de la plata.
B) Calcular la temperatura final que se obtiene cuando se sumerge la cuchara que está a 100ºC en 70,0 g
de agua a 20ºC

5.- En un cilindro con émbolo se encuentran 3 moles de un gas ideal a 2,0 atm y 298K ,dicho émbolo se
comprime isotérmicamente hasta ocupar la mitad de su volumen por medio de una presión exterior
constante de 5,0 atm. Calcular el trabajo en J.

6.- Hallar el trabajo para la vaporización de 1 mol de agua a 100ºC y 1 atm, admitiendo que la D   agua   es
1,00 g/mL y que el vapor se comporta como un gas ideal.

7.- Hay una vela encendida en un cuarto bien aislado. Considerar al cuarto (el aire más la vela) como el
sistema y determine:
a) si hay alguna transferencia de calor durante el proceso en que se consume la vela
b) si hay algún cambio de en la energía interna del sistema.

8.- Indicar cuál de las siguientes afirmaciones son correctas:
a) Un litro de agua a 40ºC posee más calor que un litro de agua a 20ºC
b) Un cuerpo puede perder parte de su energía interna transfiriéndola en forma de calor a otro cuerpo
c) Se necesita más calor para elevar en 1ºC la temperatura de 2 kilo de cobre, que para lograr igual
aumento en un kilo del mismo metal.
d) A la misma temperatura, dos kilos de cobre de cobre tienen más energía interna que un kilo de cobre.

9.- Calcular el cambio de energía interna del sistema en cada proceso:
A) Un gas se contrae al enfriarse, se realiza un trabajo de 750J sobre él y se liberan 325 j de calor en
su entorno.
B) Un estudiante calienta medio kilo de agua de 20ºC a 65ºC, proceso que requiere 94 Kj

BOMBA CALORIMÉTRICA

10.- Una muestra de 1,45g de ácido acético ( CH3COOH) se quemó con exceso de oxígeno en una bomba
calorimétrica cuya capacidad calorífica es 2,67 KJ/º .Dicha bomba se sumerge en un calorímetro que
contiene 750 g de agua y su temperatura aumentó de 24,3ºC a 27,8ºC. Calcular el calor que se liberará en
la combustión de 1 mol de ácido acético.

11.-Cuando se queman 3,16g de ácido salicílico (C7H6O3),en una bomba calorimétrica que contiene 5,00 Kg
de agua a 23,0 ºC se desprenden 69,3 KJ de calor. Si la capacidad calorífica de la bomba es 3612
J/º,calcular la temperatura final alcanzada.

12.- La combustión de un mol de sacarosa libera 5,65 x 10 3 KJ de calor.En un calorímetro que contiene
1,00 Kg. de agua se sumerge una bomba cuya capacidad calorífica de 1,23 KJ/ºC. Calcular la masa de
sacarosa que deberá quemarse para elevar la temperatura del contenido del calorímetro de 23,0ºC a
30,5ºC.
ENTALPÍA

 13.-En la reacción de dinitrógeno gaseoso y oxígeno gas se obtiene monóxido de dinitrógeno gas
 absorbiéndose 2,90KJ/g de dinitrógeno que reacciona.
 A) Escribir la ecuación termoquímica del proceso.
 B) Representar el diagrama entálpico
 C) Determinar la cantidad de calor intercambiada a presión constante si se liberan 120 L de N2O a P.T.N

 14.- Escribir las ecuaciones termoquímicas de formación de los siguientes compuestos:
 A) hidróxido férrico     B) nitrato de sodio      C) cloruro de amonio

 15.- La combustión de 3,9 g de benceno (C6H6) líquido con oxígeno libera 163,2 KJ de calor a presión
 constante. En el proceso se se forman anhídrido carbónico gaseoso y agua líquida. Escribir la ecuación
 termoquímica y representar el diagrama entálpico.

 16.- Una forma de obtener pequeñas cantidades de oxígeno en el laboratorio es calentar clorato de
 potasio ( KClO3 (s) obteniéndose cloruro de potasio sólido y O2 (g) , liberándose 44,7 KJ/mol de clorato
 de potasio. Calcular el ΔHº de formación del clorato de potasio.

 17.- En Brasil se utiliza etanol (C2H5OH ) líquido como sustituto de la nafta en los motores de los autos.
 Supongamos que los distintos hidrocarburos que hay en la nafta se pueden sustituir por C8H18 líquido.
 A) Escribir las ecuaciones termoquímicas para cada proceso de combustión.
 B) ¿Cuál de los dos combustibles da mayor cantidad por gramo?
 ΔHº f etanol = - 277,7 KJ/ mol           ΔHº f C8H18 = - 269,7 KJ/ mol

 18.- A partir de los calores de reacción siguientes:
 N2(g) + 2 O2 (g)          2 NO2 (g)          ΔHº = + 67,6 kJ
 NO (g) + ½ O2 (g)              NO2 (g)       ΔHº = -56,6 kJ
 Calcular el ΔH reacción : N2 (g) + O2 (g)            2NO (g)

 19.- El acetileno ( C 2H2 (g) ) se usa generalmente para soldar. Dicho gas se btiene de la reacción del
 carburo de calcio con el agua : CaC2 (s) + 2 H2O (l)           C2H2 (g) + Ca(OH)2 (s) liberándose 1,96 x
 10 KJ por kilogramo de carburo de calcio que reacciona.
    –3


 A) Definir ∆H° de formación y determinar el ∆H° de formación del CaC2(s) aplicando
     Ley de Hess. B) Enuncia las leyes termoquímicas aplicadas.
DATOS: ∆H°f C2H2 (g) = + 227 KJ/mol; ∆H°f Ca(OH)2(s) = - 987 KJ/mol ; ∆H°f H2O (l) = - 286 KJ/mol

 EJERCICIOS DE EXAMEN

 20.- El primer paso en la recuperación industrial del zinc (Zn) a partir del mineral sulfuro de zinc (ZnS), es el
 proceso de tostado, es decir la conversión del ZnS en ZnO por calentamiento, de acuerdo a la reacción:
                      ZnS(s) + O2(g )     SO2(g) + ZnO(s)
    A) Calcular el ΔH° de reacción a partir de los ΔH °de formación y aplicando ley de Hess :
      ΔH°f ZnS = -202 kJ/mol          ΔH°f ZnO = -348,0 kJ/mol             ΔH°f SO2 = -296,1 kJ/mol
    B) Calcular el calor liberado en kJ/g de ZnS tostado y realice el diagrama entálpico del proceso.

 21.- A) En la combustión de medio kilogramo de isobutileno gaseoso CH2 = C – CH3 es –2,84 x 104 Kj
                                                                             CH3
 Calcular el calor de formación del isopropeno, aplicando ley de Hess y sabiendo que:
       ΔH O f CO2 (g) = - 393,5 Kj / mol           ΔH O f H2O (l) = -285,8 Kj / mol
 B) La entalpía de combustión del isobutileno se utilizó como calibración de una bomba calorimétrica a
     volumen constante cuando se quema 1,126 g de isobutileno la temperatura aumenta desde 22,84 oC a
     26,67 oC ¿ Cuál es la capacidad del calorímetro? ( la cantidad de agua que rodea la bomba es
     exactamente 2,00 Kg)

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Ficha nº3
Ficha nº3Ficha nº3
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Ejercicios de calor,trabajo y termoquímica

  • 1. EJERCICIOS TERMOQUÍMICA 2009 1.-Definir y dar ejemplo de cada uno de los siguientes términos: energía cinética, presión, trabajo, caloría, función de trayectoria, energía química, adiabático, isotérmico. 2.- Un horno eléctrico bien aislado se está calentando por medio de su calefactor. Si el horno completo, con el calefactor, se toma como un sistema, determinar si hay una interacción de calor o de trabajo. 3.-A) ¿Cuántos joule se necesitan para calentar 100g de cobre desde 20ºC a 150ºC? B) Si se suministra la misma cantidad de calor que en A) a 100g de aluminio ¿Cuál de los dos metales aumenta más su temperatura? Cesp Cu = 0,389 J/gº Cesp Al = 0,907 J/ g º 4.- Cuando se sumerge una cucharita de plata que pesa 45,0g originalmente a 25ºC en una taza que contiene 200 mL de agua a 100ºC ,la temperatura final es 94,8ºC A) Determinar el calor específico de la plata. B) Calcular la temperatura final que se obtiene cuando se sumerge la cuchara que está a 100ºC en 70,0 g de agua a 20ºC 5.- En un cilindro con émbolo se encuentran 3 moles de un gas ideal a 2,0 atm y 298K ,dicho émbolo se comprime isotérmicamente hasta ocupar la mitad de su volumen por medio de una presión exterior constante de 5,0 atm. Calcular el trabajo en J. 6.- Hallar el trabajo para la vaporización de 1 mol de agua a 100ºC y 1 atm, admitiendo que la D agua es 1,00 g/mL y que el vapor se comporta como un gas ideal. 7.- Hay una vela encendida en un cuarto bien aislado. Considerar al cuarto (el aire más la vela) como el sistema y determine: a) si hay alguna transferencia de calor durante el proceso en que se consume la vela b) si hay algún cambio de en la energía interna del sistema. 8.- Indicar cuál de las siguientes afirmaciones son correctas: a) Un litro de agua a 40ºC posee más calor que un litro de agua a 20ºC b) Un cuerpo puede perder parte de su energía interna transfiriéndola en forma de calor a otro cuerpo c) Se necesita más calor para elevar en 1ºC la temperatura de 2 kilo de cobre, que para lograr igual aumento en un kilo del mismo metal. d) A la misma temperatura, dos kilos de cobre de cobre tienen más energía interna que un kilo de cobre. 9.- Calcular el cambio de energía interna del sistema en cada proceso: A) Un gas se contrae al enfriarse, se realiza un trabajo de 750J sobre él y se liberan 325 j de calor en su entorno. B) Un estudiante calienta medio kilo de agua de 20ºC a 65ºC, proceso que requiere 94 Kj BOMBA CALORIMÉTRICA 10.- Una muestra de 1,45g de ácido acético ( CH3COOH) se quemó con exceso de oxígeno en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorífica es 2,67 KJ/º .Dicha bomba se sumerge en un calorímetro que contiene 750 g de agua y su temperatura aumentó de 24,3ºC a 27,8ºC. Calcular el calor que se liberará en la combustión de 1 mol de ácido acético. 11.-Cuando se queman 3,16g de ácido salicílico (C7H6O3),en una bomba calorimétrica que contiene 5,00 Kg de agua a 23,0 ºC se desprenden 69,3 KJ de calor. Si la capacidad calorífica de la bomba es 3612 J/º,calcular la temperatura final alcanzada. 12.- La combustión de un mol de sacarosa libera 5,65 x 10 3 KJ de calor.En un calorímetro que contiene 1,00 Kg. de agua se sumerge una bomba cuya capacidad calorífica de 1,23 KJ/ºC. Calcular la masa de sacarosa que deberá quemarse para elevar la temperatura del contenido del calorímetro de 23,0ºC a 30,5ºC.
  • 2. ENTALPÍA 13.-En la reacción de dinitrógeno gaseoso y oxígeno gas se obtiene monóxido de dinitrógeno gas absorbiéndose 2,90KJ/g de dinitrógeno que reacciona. A) Escribir la ecuación termoquímica del proceso. B) Representar el diagrama entálpico C) Determinar la cantidad de calor intercambiada a presión constante si se liberan 120 L de N2O a P.T.N 14.- Escribir las ecuaciones termoquímicas de formación de los siguientes compuestos: A) hidróxido férrico B) nitrato de sodio C) cloruro de amonio 15.- La combustión de 3,9 g de benceno (C6H6) líquido con oxígeno libera 163,2 KJ de calor a presión constante. En el proceso se se forman anhídrido carbónico gaseoso y agua líquida. Escribir la ecuación termoquímica y representar el diagrama entálpico. 16.- Una forma de obtener pequeñas cantidades de oxígeno en el laboratorio es calentar clorato de potasio ( KClO3 (s) obteniéndose cloruro de potasio sólido y O2 (g) , liberándose 44,7 KJ/mol de clorato de potasio. Calcular el ΔHº de formación del clorato de potasio. 17.- En Brasil se utiliza etanol (C2H5OH ) líquido como sustituto de la nafta en los motores de los autos. Supongamos que los distintos hidrocarburos que hay en la nafta se pueden sustituir por C8H18 líquido. A) Escribir las ecuaciones termoquímicas para cada proceso de combustión. B) ¿Cuál de los dos combustibles da mayor cantidad por gramo? ΔHº f etanol = - 277,7 KJ/ mol ΔHº f C8H18 = - 269,7 KJ/ mol 18.- A partir de los calores de reacción siguientes: N2(g) + 2 O2 (g) 2 NO2 (g) ΔHº = + 67,6 kJ NO (g) + ½ O2 (g) NO2 (g) ΔHº = -56,6 kJ Calcular el ΔH reacción : N2 (g) + O2 (g) 2NO (g) 19.- El acetileno ( C 2H2 (g) ) se usa generalmente para soldar. Dicho gas se btiene de la reacción del carburo de calcio con el agua : CaC2 (s) + 2 H2O (l) C2H2 (g) + Ca(OH)2 (s) liberándose 1,96 x 10 KJ por kilogramo de carburo de calcio que reacciona. –3 A) Definir ∆H° de formación y determinar el ∆H° de formación del CaC2(s) aplicando Ley de Hess. B) Enuncia las leyes termoquímicas aplicadas. DATOS: ∆H°f C2H2 (g) = + 227 KJ/mol; ∆H°f Ca(OH)2(s) = - 987 KJ/mol ; ∆H°f H2O (l) = - 286 KJ/mol EJERCICIOS DE EXAMEN 20.- El primer paso en la recuperación industrial del zinc (Zn) a partir del mineral sulfuro de zinc (ZnS), es el proceso de tostado, es decir la conversión del ZnS en ZnO por calentamiento, de acuerdo a la reacción: ZnS(s) + O2(g ) SO2(g) + ZnO(s) A) Calcular el ΔH° de reacción a partir de los ΔH °de formación y aplicando ley de Hess : ΔH°f ZnS = -202 kJ/mol ΔH°f ZnO = -348,0 kJ/mol ΔH°f SO2 = -296,1 kJ/mol B) Calcular el calor liberado en kJ/g de ZnS tostado y realice el diagrama entálpico del proceso. 21.- A) En la combustión de medio kilogramo de isobutileno gaseoso CH2 = C – CH3 es –2,84 x 104 Kj CH3 Calcular el calor de formación del isopropeno, aplicando ley de Hess y sabiendo que: ΔH O f CO2 (g) = - 393,5 Kj / mol ΔH O f H2O (l) = -285,8 Kj / mol B) La entalpía de combustión del isobutileno se utilizó como calibración de una bomba calorimétrica a volumen constante cuando se quema 1,126 g de isobutileno la temperatura aumenta desde 22,84 oC a 26,67 oC ¿ Cuál es la capacidad del calorímetro? ( la cantidad de agua que rodea la bomba es exactamente 2,00 Kg)