Guía n° 6 de ejercicios resueltos de gases ideales (química)

Resolver los siguientes ejercicios

Problema n° 1

Suponiendo que no cambia el valor específico del hierro calcúlese cuantas calorías deberían ser eliminadas para enfriar un mol de hierro partiendo de 25 °C hasta 50 K

Q = 55,847 g·(0,107 cal/g·°C)·(- 248 °C)

Q = -1.481,95 cal

Problema n° 2

¿Cuál requerirá más energía para separarse en sus moléculas individuales, una sustancia a temperatura elevada o la misma sustancia a una temperatura más baja? Explíquese el razonamiento.

Respuesta: Para ponerla a una temperatura, porque una sustancia gasta más energía al bajar de temperatura.

Problema n° 3

Se necesita 80 cal para elevar en 16 °C la temperatura de 20 g de lana. ¿Cuál es el calor específico de la lana?

ce =80 cal= 0,25 cal/g·°C
20 g·16 °C

Problema n° 4

Un metal desconocido tiene un calor específico de 0,15 cal/g·°C. ¿Cuál es, aproximadamente el peso atómico del metal? ¿A partir de la tabla de pesos atómicos se podría adivinar cuál podría ser este metal?

Peso A =6 cal/mol·°C= 40 g/mol
0,150 cal/g·°C

Respuesta: 40 g/mol; en este caso sería el calcio

Problema n° 5

A partir del conocido peso atómico del níquel (58,7), ¿Cuál se estimaría que sería su calor específico?

ce =6 cal/mol·°C= 0,102 cal/g·°C
58,7 g/mol

Problema n° 6

¿Cuántos ergios se requieren para elevar en 1 °C la temperatura de 1 molécula de agua?

1 molécula de H21 mol de agua·18 g=
6,023·1023 moléculas1 mol de H2O

= 2,98·10-23 g.

Q = 2,98·10-23 g·(1 cal/g·°C)·(1 °C) = 2,98·10-23 cal

2,98·10-23 cal·4,185·107 ergios= 1,24·10-15 ergios
1 cal

Problema n° 7

Calcúlese el calor de las siguientes reacciones (empleando los valores de Hf de la Tabla de constantes de entalpías de formación).

a)

2·NO + O2 → 2·NO2

Calor = 2·(-7,4) - 2·21,5 = -14,8 - 43 = -57,8 kcal/mol

b)

CH4 + 2·O2 → CO2 + 2·H2O

Calor = [2·(-68,4) - 94,4] - (-19,1) = (-136,8 - 94,4) + 19,1 = -231,2 + 19,1 = -212,1 kcal/mol

c)

C + H2O → CO + H2 [Hf = (CO) = -28 kcal/mol]

Calor = -28 - (-68,4) = -28 + 68,4 = 40,4 kcal/mol

d)

C2H2 + 2·H2 → C2H6

Calor = -20,2 - 54,3 = -74,5 kcal/mol

e)

Na + 2·H2O → 2·NaOH + H2

Calor = 2·(-101,9) - 2·(- 68,4) = -203,8 + 136,8 = -67 kcal/mol

f)

H2S + 2·O2 → H2SO4

Calor = -189,8 - (-5,2) = -189,8 + 5,2 = -184,6 kcal/mol

Problema n° 8

Para las reacciones siguientes calcúlese el calor de formación del compuesto aislado que en cada caso no aparezca en la lista de la Tabla de constantes de entalpías de formación:

a)

4·C3H5(NO3)3 + 11·O2 → 12·CO2 + 12·NO2 + 10·H2O + 1.330 kcal (combustión de la nitroglicerina).

-1.330 kcal = 12·(-94,4 kcal) + 12·(-7,4 kcal) + 10·(-68,4 kcal) - 4·C3H5(NO3)3

-1.330 kcal = -1.132,8 kcal - 88,8 kcal - 684 kcal - 4·C3H5(NO3)3

-1.330 kcal = -1.905,6 kcal - 4·C3H5(NO3)3

-1.330 kcal + 1.905,6 kcal = -4·C3H5(NO3)3

575,6 kcal= C3H5(NO3)3
-4

-143,9 kcal = C3H5(NO3)3

b)

6·CO2 + 6·H2O → C6H12O6 + 6·O2 - 676 kcal (azúcar - fotosíntesis de la fructuosa).

676 kcal = C6H12O6 - [6·(-94,4 kcal) + 6·(-68,4 kcal)]

676 kcal = C6H12O6 - (-566,4 kcal - 410,4 kcal)

676 kcal = C6H12O6 + 976,8 kcal

676 kcal - 976,8 kcal = C6H12O6

-300,8 kcal = C6H12O6

c)

2·SO2 + O2 → 2·SO3 + 43 kcal

-43 kcal = 2·SO3 - 2·(-70,2 kcal)

-43 kcal = 2·SO3 + 140,4 kcal

-43 kcal - 140,4 kcal = 2·SO3

-183,4 kcal = 2·SO3

½·(-182,4) kcal = SO3

-91,7 kcal = SO3

d)

2·NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2·H2O + 30 kcal

-30 kcal = Na2SO4 + 2·(-68,4 kcal) - [2·(-101,9 kcal) + (-189,8 kcal)]

-30 kcal = Na2SO4 - 136,8 kcal - (-203,8 kcal - 189,8 kcal)

-30 kcal = Na2SO4 - 136,8 kcal + 393,6 kcal

-30 kcal - 393,6 kcal = Na2SO4 - 136,8 kcal

-423,6 kcal + 136,8 kcal = Na2SO4

-286,8 kcal = Na2SO4

Bibliografía:

Cálculos Químicos de Benson.

Autor: Carlos Alberto Lozano Escobedo. México.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

Problemas resuelto.

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