Cinética y Equilibrio CNQ- 180
hannamitsuApuntes17 de Febrero de 2020
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Cinética y Equilibrio CNQ- 180
Termoquímica
- Cuando 1.00 kg de plomo (calor específico= 0.13 J/(g °C)) a 100 °C es adicionado a una cantidad de agua a 28.5 °C, la temperatura final de la mezcla plomo-agua es 35.2°C. Cuál es la masa de agua presente? (R:3.0x102g)
- Una muestra de 100 g de cobre (calor específico= 0.385 J/(g °C)) a 100 °C es adicionado a 50.0 g de agua a 26.5 °C. Cuál es la temperatura final de la mezcla cobre-agua? (R:37.9 °C).
- Calcule la cantidad de calor:
- En kilocalorías, requerido para elevar la temperatura de 9.25 L de agua de 22.0 a 29.4 °C (R: 68.5 Kcal)
- En kilojoules, asociado con una disminución de 33.5 °C en temperatura en una barra de aluminio que pesa 5.85 Kg (calor específico del aluminio :0.903 J/ (g°C) (R: -177 KJ)
- Calcule la temperatura final que resulta cuando :
- Una muestra de 12.6 g de agua a 22.9 °C absorbe 875 J de calor (R: 39.5 °C)
- Una muestra de 1.5 Kg de platino a 78.2 °C libera 1.05 Kcal de calor (calor específico de platino Pt: 0.032 cal/(g °C) (R: 57 °C).
- De la información dada a continuación determine:
- El calor específico de tolueno (C7H8) dado que 186 J de calor es requerido para elevar la temperatura de una muestra de 15.0 g de 22.3 a 29.6 °C (R: 1.7 J/(g°C).
- La temperatura final, cuando 2.75 Kcal de calor es removido de una muestra de agua de 2.25 Kg que estaba inicialmente a 23.1°C (R: 21.9°C).
- Un pedazo de hierro que pesa 1.22 Kg y esta a 126.5°C es sumergido en 981 g de agua a 22.1 °C. La temperatura se eleva hasta 34.4°C. Determine el calor específico del hierro en J/ (g°C).
- Sin hacer cálculos detallados, decida cual de las siguientes es la posible temperatura final cuando se mezclan 75.0mL de agua a 80 °C con 100 mL de agua a 20 °C.
- 40 °C
- 46 °C
- 50 °C
- 28 °C. Explique
- Un pedazo de hierro que pesa 465 g se retira de un horno y es sumergido en 375 g de agua en un recipiente aislado. La temperatura del agua incrementa de 26 a 87 °C. Si el calor específico del hierro es 0.449 J/(g °C). Cuál era la temperatura en el horno? (R: 540 °C)
- Una muestra de 1.0 kg de magnesio a 40 °C es adicionada a 1.0 L de agua y mantenido a 20.0 °C en un recipiente con aislamiento térmico. Cuál será la temperatura final de la mezcla Mg-Agua? (Calor específico de Mg: 1.024 J/(g°C) (R: 24 °C)
- Una muestra de cobre (74.8 g) a 143.2 °C es adicionada a un recipiente aislado que contiene 165 mL de glicerina, C3H8O3 (l) (d: 1.26 g/mL) a 24.8 °C. La temperatura final es 31.1 °C. El calor específico del cobre es 0.385 J/(g °C). Cuál es la capacidad calórica de la glicerina en J/(mol °C) (R: 2.3x102 J/(mol °C))
- El calor de combustión del ácido benzoico es -26.42kJ/g. La combustión de una muestra de 1.176 g de ácido benzoico (HC7H5O2) causa un incremento de 4.96 °C en una bomba calorimétrica. Cuál es la capacidad calórica de la bomba calorimétrica? (R: 6.26 kJ/°C)
- Dos soluciones, 100 mL de HCl 1.020 M y 50.0 mL de NaOH 1.988 M, ambas a 24.52 °C, se mezclan en un vaso de dewar. Cuál será la temperatura final de la mezcla? (calor de neutralización: -56 kJ/mol H2O) (R: 33.4 °C).
- Cuánto trabajo en Joules, está involucrado al comprimir 50.0 g de N2 (g) en un cilindro de 75.0 L cuando se aplica una presión externa de 2.50 atm a temperatura constante de 20.0 °C? (R: 14604 J).
- Al comprimir un gas, 355 J de trabajo es hecho sobre el sistema. Al mismo tiempo 185 J de calor escapa del sistema. Cuál es el cambio de energía interna del sistema? (R: 170 J)
- El calor estándar de combustión del propeno, C3H6 (g) es -2058 kJ/mol C3H6 (g). Sabiendo que el calor de combustión de C3H8 es -2219.9 kJ/mol C3H8 y el de H2 es -285.8 kJ aplique la ley de Hess para calcular el cambio de entalpía estándar para la hidrogenación de propeno a propano:
CH3CH=CH2 (g) + H2 (g) 🡪 CH3CH2CH3 (g) ∆H°=?
- Dada la siguiente información :
½ N2(g) + 3/2 H2(g) 🡪 NH3 (g) ∆H°1
NH3(g) + 5/4 O2(g)🡪 NO(g) + 3/2 H2O(l) ∆H°2
H2(g) + ½ O2 (g) 🡪 H2O(l) ∆H°3
Determine ∆H° para la siguiente reacción expresada en términos de ∆H°1, ∆H°2 , ∆H°3 :
N2 (g) + O2 (g) 🡪 2 NO (g) ∆H°=?
- Una muestra de 1.620 g de Naftaleno, C10H8 (s) se quema completamente en una bomba calorimétrica y se nota un incremento de 8.44 °C. Si el calor de combustión del naftaleno es -5156kJ/mol de C10H8, cuál es la capacidad calórica del calorímetro? (R: 7.72 kJ/°C)
- Calcule la entalpía estándar de combustión de etanol, CH3CH2OH (l) a 298 K.
∆H°f CH3CH2OH (l)= -277.7 kJ/mol0
∆H°fCO2 (g) =-393.5 kJ/mol
∆H°fH2O(l)= -285.8 kJ/mol (R: -1367 kJ/mol)
- Indique si la entropía del sistema incrementa o disminuye en cada una de las siguientes reacciones. Si no puede estar seguro del cambio de entropía solo con la ecuación, explique por qué.(verificar que las reacciones estén balanceadas)
- CCl4 (l)🡪 CCl4 (g)
- CuSO4.3H2O(s) + 2 H2O(g)🡪 CuSO4. 5H2O(s)
- SO3(g) + H2(g) 🡪 SO2 (g) + H2O (g)
- H2S (g) + O2 (g) 🡪 H2O(g) + SO2 (g)
- Prediga si la entropía incrementa o disminuye en cada una de las siguientes reacciones:
- El proceso Claus para remover H2S de gas natural: 2H2S(g) + SO2(g)🡪 3S(s) + 2 H2O(g)
- La descomposición del óxido de mercurio (II): 2HgO(s)🡪 2Hg (l) + O2 (g)
- Sabiendo que la entropía molar estándar de vaporización ∆S°vap = (∆H°vap)/(Tp.ebull.). Determine ∆S°vap para CCl2F2, un clorofluorocarbón que fue usado en los sistemas de refrigeración. Punto de ebullición : -29.79 °C, ∆H°vap : 20.2 kJ/mol.
- N2O3 es un óxido inestable que se descompone rápidamente. La descomposición de 1.00 mol de N2O3 a monóxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno a 25 °C es acompañado por un cambio de entropía de ∆S°: 138.5J/K. Cuál es la entropía molar estándar de N2O3 (g) a 25 °C?.(R: 312.4 J/molK)- Buscar en tablas valores de S° para monóxido y dióxido de nitrógeno-
- Una muestra libera 5228 cal cuando es quemado en una bomba calorimétrica. La temperatura del calorímetro aumenta en 4,39 ºC. Calcule la capacidad calórica del calorímetro, en kJ /ºC.
- Cada una de las siguientes sustancias entran en combustion completa en una bomba calorimétrica. La capacidad calórica del calorímetro es 5,136kJ/ºC. En cada caso, cual es la temperatura final si la temperatura inicial es de 22,43 ºC
- 0,3268 g de Cafeina (C8H10O2N4) calor de combustión : -1014,2 kcal/mol cafeina.
- 1,35 mL de metil etil cetona (C4H8O(l) (d=0,805 g/mL); calor de combustión= -2444 kJ/mol metil etil cetona.
- Una muestra de 0,75 g de KCl es adicionada a 35,0 g de agua son mezclados en una vaso de dewar y agitado hasta que disuelva. La temperatura de la solución pasa de 24,8ºC a 23,6ºC.
- Es el proceso endotérmico o exotérmico?
- Cuál es el calor de solución de KCl expresado en kilojoules/mole de KCl?.
- La combustión completa de butano (C4H10 (g)) es representado por la ecuación:
C4H10(g) + 13/2 O2(g) 🡪 4CO2(g) +5 H2O(l) ∆H°=-2877kJ
Cuanto calor en kilojoules es liberado en la combustión completa de a) 325 g C4H10(g) b) 28,4 L C4H10 (g) a STP (condiciones estándar de temperatura y presión 0ºC, 760mmHg)( c) 12,6 L C4H10 (g) a 23,6 ªC y 738 mmHg?
- Indique si las siguientes reacciones son procesos espontáneos o no:
- H2 (g) 🡪 2 H(g) ∆H°= +436.0 kJ
- 2SO2(g)+ O2 (g)🡪 2 SO3 (g) ∆H°= - 197.8 kJ
- N2H4 (g) 🡪 N2(g) + 2 H2(g) ∆H°= -95.40 kJ
- N2 (g)+ 3Cl2 (g) 🡪 2 NCl3 (l) ∆H°= + 230 kJ
- PCl3 (g) + Cl2(g)🡪 PCl5 (g) ΔHº = -87.9 kJ
- CO2 (g) + H2 (g)🡪 CO (g) + H2O (g) ΔHº = + 41.2 kJ
- NH4CO2NH2 (s)🡪 2NH3 (g) + CO2 (g) ΔHº = + 159.2 kJ
- Escriba las expresiones para la constante de equilibrio termodinámica para las siguientes reacciones. Alguna de estas expresiones corresponde a Kc o Kp?
- 2 NO(g) + O2 (g) ↔ 2 NO2 (g)
- MgSO3 (s) ↔ MgO (s) + SO2 (g)
- HC2H3O2 (ac) + H2O (l) ↔ H3O+ (ac) + C2H3O2- (ac)
- 2 NaHCO3 (s) ↔ Na2CO3(s) + H2O (g) + CO2 (g)
- MnO2 (s) + 4 H+ + 2 Cl- (ac) ↔ Mn2+ (ac) + 2 H2O (l) + Cl2 (g)
- A 1000 K, están en equilibrio : CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g) con la siguiente composición: 0.276 mol H2, 0.276 mol CO2, 0.224 mol CO, y 0.224 mol H2O.
- Cuál es el valor de Kp a 1000 K?(R:0.659)
- Calcule ∆G° a 1000K (R: 3.47kJ). En qué dirección será espontánea la reacción cuando se realiza la siguiente mezcla a 1000K: 0.0750 mol CO2, 0.095 mol H2, 0.0340 mol CO y 0.0650 mol H2O.
- Etileno (C2H4) puede comprarse en cilindros o carrotanques o transportarse por tuberías. Para la reacción: C2H4 (g) 🡪 2 C(grafito) + 2H2(g) a 25 °C ∆G°= -16Kcal.
- Es la descomposición de C2H4 espontánea o no?
- Se descompone C2H4 a temperatura ambiente?
- Explique cualquier discrepancia aparente entre sus respuestas a) y b).
- Para la reacción 3Fe2O3 (s) ↔2 Fe3O4 (s) + ½ O2 (g) ∆H°298= 55.5 Kcal y ∆G°298: 46.5 Kcal.
- Calcule la constante Kp a 25 °C para esta reacción.
- Calcule la constante de equilibrio para esta reacción a 125 °C.
- La válvula de un cilindro que contiene inicialmente 10 L de gas ideal a 25 atm y 25 °C es abierto a la atmósfera, donde la presión es 760 torr y la temperatura 25 °C. Asumiendo que el proceso es isotérmico, cuánto trabajo en litros x atmósferas es hecho sobre la atmósfera por la acción del gas en expansión?
- Determine ∆G° a 298.15 K para la reacción : 4 Fe(s) + 3 O2 (g) 🡪 2 Fe2O3 (s) ∆S° =-549.3 J/K, ∆H°=-1648 kJ.
- A que temperatura la formación de NO2 (g) a partir de NO (g) y O2 (g) tendrá una constante de equilibrio K= 1.50x102?
Para la reacción 2NO(g) + O2(g)↔2NO2(g) a 25°C, ∆S° = -146.5 J/molK, ∆H°= -114.1 kJ/mol.
- La síntesis de amoníaco por el proceso Haber ocurre por la reacción N2(g) + 3 H2(g) ↔2NH3 (g) a 400 °C. usando datos tabulados (apéndice D en libro de Petrucci) y asumiendo que ∆S° y ∆H° son constantes en el rango de temperatura de 25 a 400 °C. Calcule la constante de equilibrio K a 400 °C.
- Las entalpías estándar de combustión (ΔHo) por mol de 1,3-butadieno[C4H6(g)], butano [C4H10(g)] e hidrógeno [H2(g)] son -2540,2, -2877,6 y -285,8 kJ, respectivamente. Use estos datos para calcular la entalpía de hidrogenación de 1,3- butadieno a butano (Ley de Hess)
C4H6 (g) + 2 H2(g) 🡪 C4H10 (g) ΔHo = ?
- Se quiere sabe cual es el calor de combustión del Naftaleno (C10H8 (s)) en kJ/mol C10H8, para lo cual se realiza un experimento en el cual se determina primero la capacidad calórica del calorímetro usando la siguiente información:
El calor de combustión del ácido benzoico es -26.42kJ/g. La combustión de una muestra de 1,176 g de ácido benzoico (HC7H5O2) causa un incremento de 4,96 °C en una bomba calorimétrica. Cuál es la capacidad calórica de la bomba calorimétrica?
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