Guía de ejercicios de Termoquímica Colegio Nacional de Buenos Aires

1. Guía de ejercicios
Termoquímica
11/06/2015
Colegio Nacional de Buenos Aires
Departamento de Química

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Termoquímica
1. El valor de ΔHc o m b para el acetileno es -130 kJoule.mol- 1 . El valor de la
ΔHc o m b para el naftaleno es -5138 kJoule mol- 1 y el valor de la ΔHf para el
ciclohexano líquido es -61.9 kJoule/mol. Plantear las ecuaciones termoquímicas.
naphthalene cyclohexane
2. Hallar el equivalente en agua de un calorímetro sabiendo que al quemar 1.00
(un) g de un compuesto determinado se producen 2294 cal de calor lo cual eleva la
temperatura del calorímetro y de sus 3000 g de agua en 0.629 °C.
Rta.:647 g
3. Se quema 1 g de etanol en el calorímetro anterior, que está rodeado por 3000
g de agua. La temperatura del agua aumento de 24.284 a 26.225 °C. Determine la Δ
de energía de la reacción en calorías por gramo de etanol y en kcal/mol de etanol.
Rta.: -7078.82 cal/g 325,626 kcal/mol
4. Cuando reaccionan 2.669g (dos con 669g) de amoníaco con exceso de HCl en
un calorímetro cuyo equivalente en agua es de 200 g. La temperatura de los 2000 g
de agua aumenta desde 26.133 a 29.272 °C. Calcúlese la ΔE i n t de la reacción en
kJoules por mol de amoníaco.
cH2O = 4,18 Joule/g°C
Rta.: -183.86 kJoules.
5. Calcule ΔH°de:
OH(l)HCO(l)H(g)HC 52242 
ΔHc o m b u s t i ó n
etanol: - 1367 kJoules eteno: -1411 kJoules
6. Según los datos:
(g)COPb(s)CO(g)(s)PbO 2
ΔH°= -65,69 kJoules.
y ΔH°fCO2(g): -393,5 kJoules
ΔH°fCO(g) = -110.5 kJoules/mol.
Calcule el calor de formación del PbO(s)
7. Cuando se funde un mol de hielo a 0°C y una atmósfera de presión, siendo la
presión constante, 1440 calorías son absorbidas por el sistema. Los volúmenes
molares del hielo y del agua son 0.0196 y 0.018 litro, respectivamente. Calcúlese
los valores deΔH° y ΔEi n t para la fusión.
ΔH° = 1440 cal

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8. Para la reacción:
cal.26416-HCO(g)(g)½OC(gr) 2 
¿Cuál es la Δ Ei n t = si el volumen molar del grafito es de 0.0053 litro?
Rta.:ΔEi n t = 111656 joules.
N o t a : E n l a s r e a c c i o n e s e n q u e i n t e r v i e n e n s ó l o l í q u i d o s y s ó l i d o s o c u r r e u n c a m b i o m u y p e q u e ñ o d e v o l u m e n .
9. Una máquina de vapor constituida por un cilindro de 20 cm de diámetro
contiene agua en equilibrio con su vapor. Este se calienta y el pistón se desplaza
60 cm contra una presión externa cortante de 20 atm. Calcular el trabajo realizado
por la máquina.
10. Mil (1000) g de agua a 4ºC se transforman en vapor a 1 atm y 100 ºC
ocupando un Vf =1.7 m3 .
a) Describir los estados inicial y final.
b) Calcular el trabajo involucrado.
W = 172.091 kJoules
11. Se colocó una muestra de 1.25 (uno con 25) g de ácido benzoico, en una
bomba de combustión. La bomba se llenó con exceso de oxígeno a presión elevada,
se selló y se sumergió en un tanque de agua que funcionó como calorímetro. La
capacidad calorífica del calorímetro fue 2422 cal/K incluyendo la bomba,
el tanque, un termómetro y el agua. La oxidación del ácido benzoico se
inició pasando corriente eléctrica a través de la muestra. Después de la
combustión total de la muestra el termómetro sumergido en el agua
muestra una de temperatura de 3.256 K. ¿Cuál es la H combustión del
ácido benzoico? (de temperatura: 3,256 K)
Rta.: ΔH = -769677 cal.
12. Se calentó 25g de una muestra de una aleación hasta 100 °C y se sumergió
en un matraz con 90 g de agua a 25.32 °C. La temperatura aumento hasta un valor
final de 27.18 °C. Despreciando las pérdidas caloríficas hacia el medio ambiente y
la capacidad calorífica del matraz en sí. ¿Cuál es el calor específico de la aleación?
cA l = 0.093 cal /g.ºC
13. Se tiene un mol de un gas monoatómico (Cp= 5/2R, Cv= 3/2R) a 300 K
y a la presión de 1 atm. Se realiza un proceso en dos etapas. En la 1º etapa el gas
se comprime hasta adquirir una presión de 2 atmósferas siendo V=cte. En la
segunda etapa se mantiene la presión constante y el volumen se disminuye a 12.3
dm3 . Calcule la ΔE del proceso.
Rta.: ΔEint = 0 J
14. La reducción de la sílice a silicio ultra puro se lleva a cabo en las tres etapas
siguientes:
kJ625.6HSi(s)(s)MgCl2(s)Mg2(g)SiCl
kJ657.0H(g)SiClg)Cl2Si(s)
kJ-689.9H(g)CO2(s)Si(gr)C2(s)SiO
24
42(
2






O OH

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Calcular la energía necesaria para convertir 6000 g de arena, SiO2 en silicio
ultrapuro. Rta.: 59270 J
15. Calcular el trabajo realizado contra la presión atmosférica por el hidrógeno
formado al disolver 20 g de magnesio, en exceso de HCl diluido a 27 ºC. Ar M g = 24.3
W=2051.8 Joules
16. ¿Cuál de estos sistemas agua, etanol, aceite de oliva, utilizaría Ud. como
líquido refrigerante en el radiador de un auto?
Datos:
cH 2 0 = 4.18 Joule /g. grado
cC 2 H 5 O H = 2.43 Joule/g. grado
ca c e i t e = 1.97 Joule/g. grado.
17. Calcular la cantidad de calor que hay que entregar a 132 g de CO2 para
aumentar la temperatura desde 25°C hasta 50°C siendo la presión de 1 atm
constante.
Datos: MrC O 2 = 44
Cp C O 2 = 40.5 Joule. mol- 1 .K- 1
Rta.: 3037 Joule.
18. Calcular calor que debe intercambiar un sistema formado por 45 g de agua
líquida que está a 1 atm. y 100 °C, cuando se la lleva a -10 °C manteniendo a
presión constante.
Datos: ΔHf u s H 2 O = 6.00 kJoule/mol
KJ/mol75.3:1atml,O,HCp, 2 KJ/mol37.6:atm1s,O,HCp 2
Rta.: -34765 kJoules
19. La ΔHf o r m a c i ó n del metanol líquido es -238.5 a kJ/mol y la ΔH f o r m a c i ó n del
metanol gaseoso es -201.2 kJ/mol. Calcule la ΔHv a p o r i z a c i ó n del metanol a 1
atmósfera y 25ºC.
Rta.: 37.3 kJoule
20. A partir de los siguientes datos:
ΔHf N C 2 H 6 ( g ) = -84.7 kJoule/mol
ΔHf N C H 4 ( g) -74.9 kJoule/mol
ΔlHf N C 4 H 1 0 ( g ) -125.7 kJoule/mol
Calcular la ΔH para las siguientes reacciones
(g)CH4(g)H3(g)HC
(g)CH2(g)H(g)HC
42104
4262


21. En experiencias independientes se ha informado de la reacción:

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(g)HC(g)H(g)HC 62242  ΔH1 =-158 Kj/mol
ΔH2 =-136KJ/Mol
Utilizando la siguiente información, obtenida a 298 K
1560kJ/mol-HO(g)H3(g)CO2(g)O7/2(g)HC
kJ/mol572-H(g)OH2(g)O(g)H2
kJ/mol1411.-H0(g)H2(g)CO2O2(b)3(g)HC
22262
222
2242



Determine cuál de los valores es el adecuado.
22. Para la neutralización,
a. Calcule la entalpía cuando reacciona un ácido fuerte y una base fuerte en
agua si las entalpías de formación del H+ , HO- ,y H2 O son 0, -54.96 y -68.32 kcal/mol
respectivamente.
b. Si el calor liberado en la neutralización de HCN por NaOH es 2.5 kcal/mol.
¿Cuántas kilocalorías serán absorbidas en la ionización de 1 mol de HCN en agua?
Utilice los valores obtenidos en el punto a) en caso necesario.
Rta.: -13.36 kCal
+ 10.86 kCal
23. La fermentación de la glucosa produce alcohol etílico y CO2 ( g ) . El calor de
combustión de la glucosa es -3.74 kcal/g, el del etanol -7.11 kcal/g. Calcule el calor
de reacción de la fermentación de la glucosa.
Rta.: -19.08 kcal.
24. El calor de combustión del butano gaseoso, a presión constante y 25ºC, a
CO2 ( g ) , gas y agua líquida es -688 kcal/mol. Los calores de formación de estas dos
sustancias son respectivamente: -393.51 y - 285.83 kJoules/mol. Calcular el calor
de formación del butano.
25. Calcule la E para la combustión de un mol de etanol, a presión constante y
298 K de temperatura. Datos: Hc o m b = -1367kJ/mol.
Rta.: -1364 kJoule. El trabajo es de 2.48 kJoule.
26. El sulfuro de mercurio (II) se encuentra en un mineral rojo oscuro llamado
cinabrio. El mercurio metálico se obtiene al quemar el sulfuro con una cantidad
limitad de aire. Determine el intervalo de
temperaturas en el cual la reacción es espontánea.
Los datos se obtienen de las tablas anexas.
27. De acuerdo con los datos de tablas calcule la temperatura normal de
ebullición de bromo líquido. Suponiendo que la ΔH y ΔS no cambian con la
temperatura.
Rta.: 59°C
28. Calcule el punto de ebullición del agua (temperatura a la cual líquido y gas se
encuentran en equilibrio a 1 atm de presión), con los datos de tablas.
29. Determine el intervalo de temperaturas para el cual es espontánea la reacción
de oxidación de monóxido de carbono a dióxido.
(g)SOHg(l)(g)OHgS(s) 22 

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Según la respuesta anterior, por qué el monóxido de carbono procedente de los
escapes de los automóviles es uno de los principales contaminantes aéreos urbanos.
30. *1. El hielo tiene a O°C una =0.917 g/cm3 y una entropía de 9.070
cal/molgrado. A la misma temperatura el agua tiene una =0.9998g/cm3 y una
entropía de 14.32 cal/molgrado. Calcule:
a) la ΔS, b) la H y c) la ΔEi n t
Todas estas variaciones al fundirse un mol de hielo a la temperatura de fusión
normal.
Rta: a) 5.256 cal/mol.grado b) 1434.88 cal/mol c) 1434.88 cal
*31.- Para la fusión del cloruro de sodio se precisan 7.25 kcal/mol y hay un
aumento de la entropía de 6.73 cal/mol.grado.
Calcular el punto de fusión del cloruro de sodio.
Rta.: 1080 °K
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P r o b le m a s o p c io n a l e s