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martes, 17 de junio de 2025

Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Ley de Hess. Brown 15ed. Ejercicio 5.96

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El metanol (CH₃OH) se usa como combustible en coches de carreras. (a) Escribe una ecuación balanceada para la combustión de metanol líquido en el aire. (b) Calcula el cambio de entalpía estándar para la reacción, asumiendo H₂O(g) como producto. (c) Calcula el calor producido por combustión por litro de metanol. El metanol tiene una densidad de 0.791 g/mL. (d) Calcula la masa de CO₂ producida por kJ de calor emitido.

Etapa analítica

 (a) Escribe una ecuación balanceada para la combustión de metanol líquido en el aire. 2 CH₃OH(l) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 4 H₂O(g)

Para los demás pasos necesitaremos los teoremas de ley de Hess de una reacción química y entalpía de la reacción para líquidos o gases. También necesitaremos las entalpías de formación estándar de las sustancias usando la tabla de entalpías de formación: CH₃OH(l) = -238.6 kJ/mol; O₂(g) = 0 kJ/mol; CO₂(g) -393.5 kJ/mol; H₂O(g); -241.82 kJ/mol.

Etapa numérica

(b) Calcula el cambio de entalpía estándar para la reacción, asumiendo H₂O(g) como producto. Aquí usamos ley de Hess de una reacción química.

(c) Calcula el calor producido por combustión por litro de metanol. El metanol tiene una densidad de 0.791 g/mL. Aquí usamos el teorema de la entalpía de la reacción para líquidos.  El teorema o el factor de conversión nos requieren la masa molar del líquido.

Recuerde que sustituimos directamente mili por 10-3 en la forma de teoremas. Recuerde que u = g/mol. Ahora resolveremos por teoremas y factor de conversión.

(d) Calcula la masa de CO₂ producida por kJ de calor emitido. En este caso se usa el teorema de la entalpía de reacción en términos de la masa, pero despejamos dicha masa. Como el teorema me pide la masa molar de la sustancia, debemos calcular la masa molar del CO2.

Recuerde que u = g/mol. Ahora resolveremos por teoremas y factor de conversión.

Referencias

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., Stoltzfus, M. W., & Lufaso, M. W. (2022). Chemistry: The central science (15th ed.). Pearson.

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