Química de Brown
(15ed) Ejemplo 5.4 ¿Cuánto calor se libera cuando se queman 4.50 g de gas metano en un sistema a presión constante? 2 H₂O(l) → 2 H₂O(g) ΔH = +88 kJ [brown.15ed.e.5.4]
(15ed) Práctica 5.4 El peróxido de hidrógeno puede descomponerse en agua y oxígeno mediante la siguiente reacción: 2 H₂O₂(l) → 2 H₂O(l) + O₂(g) ΔH = −196 kJ. Calcula la cantidad de calor liberado cuando 5.00 g de H₂O₂(l) se descomponen a presión constante. [brown.15ed.p.5.4]
(15ed) Problema 5.14 Dado: 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(g) ΔH = −484 kJ ¿Cuál es el cambio de entalpía para la formación de hidrógeno y oxígeno a partir de un mol de vapor de agua? H₂O(g) → H₂(g) + ½ O₂(g) (a) ΔH = +242 kJ (b) ΔH = +484 kJ (c) ΔH = +968 kJ [brown.15ed.5.14]
(15ed) Problema 5.15 Un gas está confinado en un cilindro bajo presión atmosférica constante. Cuando el gas sufre una reacción química particular, absorbe 824 J de calor de sus alrededores y se le realiza 0.65 kJ de trabajo PV por parte del entorno. ¿Cuáles son los valores de ΔH y ΔE para este proceso? [brown.15ed.5.15]
(15ed) Problema 5.16 La combustión completa del metano, CH₄(g), para formar H₂O(l) y CO₂(g) a presión constante libera 890 kJ de calor por mol de CH₄. (a) Escribe una ecuación termoquímica balanceada para esta reacción. (b) Dibuja un diagrama de entalpía para la reacción. [brown.15ed.5.16]
(15ed) Problema 5.17 El hidrógeno atómico (H) se usa en soldadura (soldadura AHW). Los átomos se recombinan formando moléculas de hidrógeno con una gran liberación de calor, según la siguiente reacción: 2 H(g) → H₂(g) (a) Usando los datos termodinámicos del Apéndice C, calcula el cambio de entalpía para esta reacción por mol de H₂. (b) ¿Cuál tiene mayor entalpía bajo estas condiciones: 2 H(g) o H₂(g)? [brown.15ed.5.17]
(15ed) Problema 5.18 Considera la siguiente reacción: 2 Mg(s) + O₂(g) → 2 MgO(s) ΔH = −1204 kJ (a) ¿Es esta reacción exotérmica o endotérmica? (b) Calcula la cantidad de calor transferido cuando reaccionan 3.55 g de Mg(s) a presión constante. (c) ¿Cuántos gramos de MgO se producen durante un cambio de entalpía de −234 kJ? (d) ¿Cuántos kilojulios de calor se absorben cuando 40.3 g de MgO(s) se descomponen en Mg(s) y O₂(g) a presión constante? [brown.15ed.5.18]
(15ed) Problema 5.19 Cuando se mezclan soluciones que contienen iones plata y iones cloruro, precipita cloruro de plata: Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq) → AgCl(s) ΔH = −65.5 kJ (a) Calcula ΔH para la producción de 0.450 mol de AgCl mediante esta reacción. (b) Calcula ΔH para la producción de 9.00 g de AgCl. (c) Calcula ΔH cuando se disuelven 9.25 × 10⁻⁴ mol de AgCl en agua. [brown.15ed.5.19]
(15ed) Problema 5.20 Considera la combustión del metanol líquido, CH₃OH(l): CH₃OH(l) + ³⁄₂ O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(l) ΔH = −726.5 kJ (a) ¿Cuál es el cambio de entalpía para la reacción inversa? (b) Balancea la reacción directa con coeficientes enteros. ¿Cuál es el ΔH para la reacción representada por esta ecuación? (c) ¿Cuál es más probable que esté favorecida termodinámicamente, la reacción directa o la inversa? (d) Si la reacción se escribiera para producir H₂O(g) en lugar de H₂O(l), ¿esperarías que la magnitud de ΔH aumente, disminuya o se mantenga igual? Explica. [brown.15ed.5.20]
(15ed) Problema 5.74 Supón que la reacción en fase gaseosa 2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g) se lleva a cabo en un recipiente de volumen constante a temperatura constante. (a) ¿El cambio de calor medido representa ΔH o ΔE?
(b) Si hay una diferencia, ¿cuál cantidad es mayor para esta reacción? (c) Explica tu respuesta a la parte (b). [brown.15.ed.5.74]
(15ed) Problema 5.76 La descomposición del bicarbonato de sodio (NaHCO₃), también conocido como bicarbonato, en Na₂CO₃(s), H₂O(l) y CO₂(g) a presión constante requiere la adición de 85 kJ de calor por cada 2 moles de NaHCO₃. (a) Escribe una ecuación termoquímica balanceada para la reacción. (b) Dibuja un diagrama de entalpía para la reacción. [brown15ed.5.76]
(15ed) Problema 5.77 Sin consultar tablas, predice cuál de los siguientes tiene mayor entalpía en cada caso: (a) 1 mol de I₂(s) o 1 mol de I₂(g) a la misma temperatura. (b) 2 moles de átomos de yodo o 1 mol de I₂. (c) 1 mol de I₂(g) y 1 mol de H₂(g) a 25 °C o 2 moles de HI(g) a 25 °C. (d) 1 mol de H₂(g) a 100 °C o 1 mol de H₂(g) a 300 °C. [brown.15ed.5.77]
(15ed) Problema 5.78 Considera la siguiente reacción: 2 CH₃OH(g) → 2 CH₄(g) + O₂(g) ΔH = +252.8 kJ (a) ¿Es esta reacción exotérmica o endotérmica? (b) Calcula la cantidad de calor transferido cuando se descomponen 24.0 g de CH₃OH(g) mediante esta reacción a presión constante. (c) Para una muestra dada de CH₃OH, el cambio de entalpía durante la reacción es de 82.1 kJ. ¿Cuántos gramos de metano (CH₄) se producen? (d) ¿Cuántos kilojulios de calor se liberan cuando 38.5 g de CH₄(g) reaccionan completamente con O₂(g) para formar CH₃OH(g) a presión constante? [brown.15ed.5.78]
(15ed) Problema 5.79 En su momento, una forma común de producir pequeñas cantidades de oxígeno gaseoso en el laboratorio era calentar clorato de potasio (KClO₃): 2 KClO₃(s) → 2 KCl(s) + 3 O₂(g) ΔH = −89.4 kJ Para esta reacción, calcula ΔH para la formación de: (a) 1.36 moles de O₂ (b) 10.4 g de KCl (c) La descomposición de KClO₃ ocurre espontáneamente al calentarse. ¿Crees que la reacción inversa (formar KClO₃ a partir de KCl y O₂) es factible en condiciones normales? Explica tu respuesta. [brown.15ed.5.79]
(15ed) Problema 5.80 Considera la descomposición del benceno líquido, C₆H₆(l), en acetileno gaseoso, C₂H₂(g): C₆H₆(l) → 3 C₂H₂(g) ΔH = +630 kJ (a) ¿Cuál es el cambio de entalpía para la reacción inversa? (b) ¿Cuál es ΔH para la formación de 1 mol de acetileno? (c) ¿Qué reacción es más probable que esté favorecida termodinámicamente: la directa o la inversa? (d) Si se consumiera C₆H₆(g) en lugar de C₆H₆(l), ¿esperarías que la magnitud de ΔH aumente, disminuya o se mantenga igual? Explica. [brown15ed.5.80]
Chang
(10ed) Ejemplo 6.3 Dada la ecuación termoquímica: 2 SO₂(g) + O₂(g) → 2 SO₃(g) ΔH = –198.2 kJ/mol. Calcula el calor liberado cuando 87.9 g de SO₂ (masa molar = 64.07 g/mol) se convierten en SO₃. [chang.10ed.e.6.3]
(10ed) Práctica 6.3 Calcula el calor liberado cuando 266 g de fósforo blanco (P₄) se queman en aire según la ecuación: P₄(s) + 5 O₂(g) → P₄O₁₀(s) ΔH = –3013 kJ/mol. [chang.10ed.p.6.3]
(10ed) Ejercicio 6.25 El primer paso en la obtención industrial del zinc a partir del mineral sulfuro de zinc (ZnS) es el tostado, es decir, la conversión de ZnS en ZnO por calentamiento: 2 ZnS(s) + 3 O₂(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO₂(g) ΔH = –879 kJ/mol. Calcula el calor liberado (en kJ) por gramo de ZnS tostado. [chang.10ed.5.25]
(10ed) Ejercicio 6.26 Determina la cantidad de calor (en kJ) liberado cuando se producen 1.26 × 10⁴ g de NO₂ según la ecuación: 2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g) ΔH = –114.6 kJ/mol. [chang.10ed.6.26]
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