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PRIMER PRINCIPIO
Problema 0501:
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Realiza los siguientes cambio de unidades:
a) 25ºC (a ºF)
b) 100ºF (a ºC)
c) 0ºF (a ºC)
d) 25ºC ( a K)
e) 350K (a ºC)
f) 50 cal (a J)
g) 100J (a cal)
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Problema 0502:
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Se comprime un gas realizando sobre el mismo un trabajo de 560J. Si en este proceso el gas desprende un calor de 250J calcula la variación de energía interna.
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Problema 0503:
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Se mezclan en un calorímetro,
de capacidad calorífica C=140J/ºC, 50ml de HCl 1M con 50ml de NaOH 1M,
estando las disoluciones a 18ºC. Si la temperatura final de la mezcla
después de la reacción es 23ºC. Calcula: a) El calor desprendido. b)
ΔHº en kJ/mol para la reacción: H+(aq) + OH−(aq)
→ H2O(l).
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MEDIDA DEL CALOR
Problema 0511:
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¿Qué cantidad de calor absorben 250g de hierro cuando se calienta de 20ºC a
80ºC? Dato c(Fe) = 450J·kg-1·K-1
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Problema 0512:
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¿Qué cantidad de calor absorben 500g de hielo cuando se calienta de -30ºC a
-5ºC? Dato c(hielo) = 2114J·kg-1·K-1
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Problema 0513:
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¿Qué cantidad de calor desprenden 10kg de granito cuando se enfrían de 50ºC
a 15ºC? Dato c(granito) = 790J·kg-1·K-1
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Problema 0514:
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¿Qué cantidad de calor desprenden 1000kg de agua cuando se enfrían de 30ºC
a 18ºC? Dato c(agua) = 4180J·kg-1·K-1
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Problema 0515:
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En un calorímetro tenemos 250g de agua a 18ºC y añadimos 350g de agua a 50ºC. Si la temperatura de equilibrio es de 35ºC, calcula la capacidad calorífica del calorímetro. Dato c(agua) = 4180J·kg-1·K-1
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Problema 0516:
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En un calorímetro tenemos 200g de agua a 20ºC y añadimos 300g de agua a 45ºC. Si la temperatura de equilibrio es de 34ºC, calcula la capacidad calorífica del calorímetro. Dato c(agua) = 4180J·kg-1·K-1
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Problema 0517:
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Introducimos en un calorímetro 150g de una pieza de un metal puro, a la temperatura ambiente de 18,0ºC. Calcula el calor específico del metal e indica qué metal puede ser viendo la tabla de calores específicos, si añadiendo 200g de agua a 45ºC la temperatura de equilibrio que se alcanza es de 40,1ºC. Datos: Capacidad calorífica del calorímetro C = 150J·K-1 y c(agua) = 4180J·kg-1·K-1
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Problema 0518:
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Introducimos 100ml de disolución 1M de NaOH en un calorímetro, de capacidad calorífica 150J·K-1, que están a la temperatura ambiente de 20,0ºC. Se introduce en el calorímetro 100ml de disolución 1M de
HCl que está a la misma temperatura. Calcula el calor de reacción y la ΔH molar de reacción sabiendo que la temperatura de equilibrio que se alcanza es
Teq = 25,6ºC.
Datos: supón que la densidad de las disoluciones es d = 1g/ml y que el calor específico de las disoluciones coincide con el calor específico del agua, c(agua) = 4180J·kg-1·K-1
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ENTALPÍAS
DE REACCIÓN. LEY DE HESS
Problema 0521:
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Calcula ΔHº de las reacciones, y comprueba que se cumple la Ley de
Hess.
NaOH(s) → NaOH(aq)
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
NaOH(s) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
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Problema 0522:
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Calcula la ΔHº para la reacción de obtención de cobre a partir de su mineral que se produce según la reacción:
Cu2S(s) + O2(g) → 2 Cu(s) + SO2(g)
Ten en cuenta que los calores de las reacciones implicadas en la obtención son:
2 Cu2S(s) + 3 O2(g) → 2 Cu2O(s) + 2 SO2(g)
ΔHº= −767,3kJ
Cu2S(s) + 2 Cu2O(s) → 6 Cu(s) + SO2(g)
ΔHº= +115,9kJ
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Problema 0523:
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Calcula la entalpía normal de formación del ZnO a partir de los siguientes datos:
H2SO4(aq) + Zn(s) → ZnSO4(aq) + H2(g)
ΔH= −335,1kJ
H2SO4(aq) + ZnO(s) → ZnSO4(aq) + H2O(l) ΔH= −211,4kJ
2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) ΔH= −571,6kJ
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Problema 0524:
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Calcula el calor normal de formación del gas metano,
sabiendo los calores de combustión correspondientes a las reacciones: C(grafito) + O2(g) → CO2(g)
ΔH= −393,5kJ/mol
H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) ΔH= −285,9kJ/mol
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
ΔH= −890,3kJ/mol
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Problema 0525:
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En la fermentación alcohólica de la glucosa se obtiene alcohol etílico y dióxido de carbono, según la reacción:
C6H12O6(s) → 2 CH3−CH2OH(l) + 2
CO2(g).
Calcula el calor de reacción sabiendo que ΔHcombustión(glucosa)= −2813kJ/mol y ΔHcombustión(etanol)=
−1366kJ/mol.
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Problema 0526:
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Calcula la ΔHº para la siguiente reacción utilizando la Ley de Hess:
2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl3 + 3
H2(g)
Teniendo en cuenta que los calores de las reacciones siguientes son:
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)
ΔHº= −183,9kJ
HCl(g) → HCl(aq)
ΔHº= −73,2kJ
AlCl3(s) → AlCl3(aq)
ΔHº= −325,6kJ
Al(s) + 3/2 Cl2(g) → AlCl3(s)
ΔHº= −700,7kJ
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ENTALPÍAS
DE REACCIÓN A PARTIR DE ENTALPÍAS DE FORMACIÓN
Problema 0541:
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Calcula la variación de entalpía normal de la reacción a partir de las entalpías de formación de las tablas termodinámicas:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
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Problema 0542:
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Calcula la variación de entalpía normal de la reacción a partir de las entalpías de formación de las tablas termodinámicas:
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 3 CO2(g) + 2
Fe(s)
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Problema 0543:
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Calcula la variación de entalpía normal de la reacción a partir de las entalpías de formación de las tablas termodinámicas:
NH4Cl(s) → NH4+
(aq) + Cl− (aq)
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Problema 0544:
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Calcula la variación de entalpía normal de la reacción a partir de las entalpías de formación de las tablas termodinámicas:
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) +
CO2(g) + H2O(l)
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Problema 0545:
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Calcula cuando se desprenderá más cantidad de calor quemando 1kg de gas propano
C3H8 o quemando 1kg de gas butano C4H10.
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ENTALPÍAS
DE REACCIÓN A PARTIR DE ENTALPÍAS DE ENLACE
Problema 0551:
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Estimar la variación de entalpía normal de la siguiente reacción gaseosa, utilizando los valores de las energías medias de enlace de las tablas:
HCl(g) + CH2=CH2(g) → CH3-CH2Cl(g)
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Problema 0552:
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Estimar la variación de entalpía normal de la siguiente reacción gaseosa, utilizando los valores de las energías medias de enlace de las tablas:
CH3-CH2OH(g) → CH2=CH2(g) +
H2O(g)
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Problema 0553:
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Estimar la variación de entalpía normal de la siguiente reacción gaseosa, utilizando los valores de las energías medias de enlace de las tablas:
CH4(g) + Cl2(g) → HCl(g) +
CH3Cl(g)
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Problema 0554:
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Estimar la variación de entalpía normal de la siguiente reacción gaseosa, utilizando los valores de las energías medias de enlace de las tablas:
CH2=CH2(g) + H2(g) → CH3-CH3(g)
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ENTROPÍA
Y ESPONTANEIDAD
Problema 0561:
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Utilizando las tablas termodinámicas, a) calcula ΔSº de la reacción y di si será espontánea desde el punto de vista del desorden. b) calcula
ΔGº de la reacción (con los datos de ΔHº y ΔSº) y di si será espontánea a temperatura ambiente.
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
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Problema 0562:
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Utilizando las tablas termodinámicas, a) calcula ΔSº de la reacción y di si será espontánea desde el punto de vista del desorden. b) calcula
ΔGº de la reacción (con los datos de ΔHº y ΔSº) y di si será espontánea a temperatura ambiente.
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 3 CO2(g) + 2 Fe(s)
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Problema 0563:
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Utilizando las tablas termodinámicas, a) calcula ΔSº de la reacción y di si será espontánea desde el punto de vista del desorden. b) calcula
ΔGº de la reacción (con los datos de ΔHº y ΔSº) y di si será espontánea a temperatura ambiente.
NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl–(aq)
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Problema 0564:
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Utilizando las tablas termodinámicas, a) calcula ΔSº de la reacción y di si será espontánea desde el punto de vista del desorden. b) calcula
ΔGº de la reacción (con los datos de ΔHº y ΔSº) y di si será espontánea a temperatura ambiente.
CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
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Problema 0565:
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Ajusta la reacción siguiente y di si será espontánea, utilizando
las ΔGºf
Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2(g)
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Problema 0566:
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Ajusta la reacción siguiente y di si será espontánea, utilizando
las ΔGºf
NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)
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Problema 0567:
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Ajusta la reacción siguiente y di si será espontánea, utilizando
las ΔGºf
Cu(s) + H+(aq) → Cu2+(aq) + H2(g)
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Problema 0568:
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Ajusta la reacción siguiente y di si será espontánea, utilizando
las ΔGºf
C4H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
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Problema 0569:
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Estima a partir de qué temperatura será espontánea la siguiente reacción:
N2(g) + 3 F2(g) → 2 NF3(g)
ΔHº = –249kJ/mol, ΔSº = –277,8J/mol K
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Problema 0570:
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Estima a partir de qué temperatura será espontánea la siguiente reacción:
N2(g) + 3 Cl2(g) → 2 NCl3(g)
ΔHº = +460kJ/mol, ΔSº = –275J/mol K
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Problema 0571:
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Estima a partir de qué temperatura será espontánea la siguiente reacción:
N2F4(g) → 2 NF2(g)
ΔHº = +93,3kJ/mol, ΔSº = +198,3J/mol K
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Problema 0572:
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Estima a partir de qué temperatura será espontánea la siguiente reacción:
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4
H2O(g) ΔHº = –2044,7kJ/mol, ΔSº =
+101,3J/mol K
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Problema 0573:
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Teniendo en cuenta los datos termodinámicos de las tablas, predecir a partir de
qué temperatura aproximadamente se producirá de forma espontánea el proceso
H2O(l) → H2O(g)
Es decir, a que temperatura entrará en ebullición el agua de forma espontánea. Supón que
ΔH y ΔS no varían apreciablemente con la temperatura.
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