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Química. La ciencia central

Theodore E. Brown, Bruce E. Bursten, H. Eugene H. LeMay, Julia R. Burdge

Chapter 5

Termoquímica - all with Video Answers

Educators


Chapter Questions

01:36

Problem 1

́n qué dos formas puede estar la energía que tiene un objeto? ¿En qué difieren esas dos formas?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
02:44

Problem 2

Suponga que lanza una pelota de tenis hacia arriba. (a) ¿La energía cinética de la pelota aumenta o disminuye conforme asciende? (b) ¿Qué sucede con la energía potencial de la pelota conforme ésta asciende? (c) Si se impartiera la misma cantidad de energia a una esfera del mismo tamaffo que la pelota de tenis, pero con el doble de masa, ¿qué altura alcanzaría en comparación con la pelota de tenis? Explique sus respuestas.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
02:31

Problem 3

(a) Calcule la energía cinética en joules de una pelota de golf de $45 \mathrm{~g}$ que se mueve a $61 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$. (b) Convierta esta energía a calorías. (c) ¿Qué sucede con esta energía cuando la pelota cae en una trampa de arena?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
03:05

Problem 4

(a) ¿Qué energía cinética en joules tiene una motocicleta de $950 \mathrm{lb}$ que avanza a $68 \mathrm{mph}$ ? (b) ¿En qué factor cambiará la energía cinética si la velocidad de la motocicleta baja a $34 \mathrm{mph}$ ? (c) ¿Qué sucede con la energía cinética de la motocicleta cuando su conductor frena hasta detenerla?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:03

Problem 5

En muchos trabajos de ingenieria es común usar la unidad térmica británica (Btu). Una Btu es la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de $1 \mathrm{lb}$ de agua en $1^{\circ} \mathrm{F}$. ¿Cuántos joules hay en una Btu?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:12

Problem 6

El watt es una unidad de potencia (la rapidez de cambio de la energia) igual a $1 \mathrm{~J} / \mathrm{s}$. ¿Cuántos joules hay en un kilowatt-hora?

Salamat Ali
Salamat Ali
Numerade Educator

Problem 7

Un adulto irradia aproximadamente el mismo calor a su entorno que una bombilla incandescente de 100 watts. ¿Cuánta energia total en kcal irradia a su entorno un adulto en 24 horas?

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Problem 8

Describa la fuente de la energía y la naturaleza de las conversiones de energia que se efectúan cuando una bombilla eléctrica de 100 watts irradia energia a su entorno. Compare esto con la fuente de energía y las conversiones de energía que se efectúan cuando una persona adulta irradia energía a su entorno.

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Problem 9

Suponga que se dispara un perdigón con un rifle de aire verticalmente hacia arriba. ¿Por qué llega un momento en que el perdigón deja de subir y regresa al suelo, en vez de seguir hacia el espacio? En principio, ¿podría el perdigón llegar al espacio?

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Problem 10

Una bola de boliche se deja caer desde una torre de 100 $\mathrm{ft}$ de altura en la Tierra. Compare el cambio de energía potencial que sufre con el que sufriría si se dejara caer desde una torre de $100 \mathrm{ft}$ de altura en la Luna.

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02:39

Problem 11

(a) ¿Qué se entiende por sistèma en termodinámica? (b) ¿Qué tiene de especial un sistema cerrado?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:31

Problem 12

En un estudio de termodinámica, un científico se concentra en las propiedades de una disolución en el recipiente que se muestra en la ilustración. Por la parte superior del
recipiente entra continuamente disolución, y sale por la parte inferior, de modo que la cantidad de disolución en el recipiente es constante con el tiempo. (a) ¿La disolución en el recipiente es un sistema cerrado? ¿Por qué sí o por qué no? (b) Si no es un sistema cerrado, cómo podría modificarse el aparato para que el sistema sea cerrado?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
01:31

Problem 13

(a) ¿Qué es trabajo? (b) ¿Cómo determinamos la cantidad de trabajo efectuada si conocemos la fuerza asociada al trabajo?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator

Problem 14

(a) No hace mucho, se pensaba que el calor no era una forma de energía. ¿Qué argumentos puede presentar para convencer a alguien de que sí lo es? (b) ¿En qué condiciones se transfiere calor de un objeto a otro?

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01:49

Problem 15

Identifique la fuerza presente y explique si se realiza o no trabajo en los siguientes casos: (a) Se levanta un lápiz de encima de un escritorio. (b) Un resorte se comprime a la mitad de su longitud normal.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
02:51

Problem 16

Identifique la fuerza presente y explique si se realiza o no trabajo cuando (a) una partícula con carga positiva se mueve en un círculo a una distancia fija de una partícula con carga negativa; (b) un clavo de hierro se separa de un imán.
Primera ley de la termodinámica

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:19

Problem 17

(a) Enuncie la primera ley de la termodinámica. (b) ¿A qué nos referimos con la energía interna de un sistema? (c) ¿Por qué mecanismos puede aumentar la energía interna de un sistema?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
02:12

Problem 18

(a) Escriba una ecuación que exprese la primera ley de la termodinámica. (b) $\mathrm{Al}$ aplicar la primera ley, ¿necesitamos medir la energía interna de un sistema? Explique. (c) ¿En qué condiciones son números negativos las cantidades $q$ y $w$ ?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
01:57

Problem 19

Calcule $\Delta E$ y determine si el proceso es endotérmico o exotérmico en los casos siguientes: (a) Un sistema libera $113 \mathrm{~kJ}$ de calor al entorno y efectúa $39 \mathrm{~kJ}$ de trabajo sobre el entorno. (b) $q=1.62 \mathrm{~kJ} \mathrm{y} w=-874 \mathrm{~J}$; (c) el sistema absorbe $77.5 \mathrm{~kJ}$ de calor mientras efectúa $63.5 \mathrm{~kJ}$ de trabajo sobre el entorno.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:48

Problem 20

Para los procesos siguientes, calcule el cambio de energía interna del sistema y determine si el proceso es endotérmico o exotérmico: (a) Un globo se calienta por la adición de $900 \mathrm{~J}$ de calor. El globo se expande, efectuando $422 \mathrm{~J}$ de trabajo sobre la atmósfera. (b) Una muestra de $50 \mathrm{~g}$ de agua se enfría de $30^{\circ} \mathrm{C}$ a $15^{\circ} \mathrm{C}$, con lo que pierde aproximadamente $3140 \mathrm{~J}$ de calor. (c) Una reacción química libera $8.65 \mathrm{~kJ}$ de calor y no efectúa trabajo sobre el entorno.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
04:15

Problem 21

La caja cerrada en cada una de las ilustraciones siguientes representa un sistema, y las flechas indican los cambios que sufre en un proceso. La longitud de las flechas representa las magnitudes relativas de $q$ y $w$. (a) ¿Cuál de estos procesos en endotérmico? (b) ¿Para cuál de estos procesos, si acaso, $\Delta E$ es menor que 0? (c) En cuál proceso, si acaso, hay un aumento neto de energia interna?
(FIGURE CAN'T COPY)

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator

Problem 22

Un sistema libera calor a su entorno y éste efectúa un trabajo sobre el sistema. (a) Dibuje una caja que represente al sistema, y use flechas para representar el calor y el trabajo transferidos. (b) $¿ E$ puede ser positivo en este proceso? Explique. (c) $\Delta E$ puede ser negativo en este proceso? Explique.

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02:33

Problem 23

Un gas se confina en un cilindro provisto de un pistón y un calefactor eléctrico, como se muestra en la ilustración de la página siguiente. Suponga que se alimenta corriente al calefactor de modo que se añaden $100 \mathrm{~J}$ de energía y considere dos situaciones. En el caso (1), se permite al pistón moverse cuando se añade la energía. En el caso (2), el pistón está fijo y no puede moverse. (a) ¿En cuál caso el gas está a más alta temperatura después de la adiciốn de la energía eléctrica? Explique. (b) ¿Qué puede decir acerca de los valores de $q$ y $w$ en cada caso? (c) ¿Qué puede decir acerca de los valores relativos de $\Delta E$ del sistema (el gas en el cilindro) en los dos casos?
(FIGURE CAN'T COPY)

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
03:29

Problem 24

Considere un sistema que consta de dos esferas con carga opuesta colgadas de hilos y separadas por una distancia $r_1$. como en la ilustración de la siguiente columna. Suponga que se les separa a una distancia mayor, $r_2$, desplazando los hilos a lo largo de un riel. (a) ¿Qué cambio, si acaso, ha sufrido la energía potencial del sistema? (b) ¿Qué efecto, si
acaso, tiene este proceso sobre el valor de $\Delta E$ ? (c) ¿Qué puede decir acerca de $q$ y $w$ para este proceso?
(FIGURE CAN'T COPY)

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:54

Problem 25

(a) ¿Qué significa el término función de estado? (b) Dé un ejemplo de cantidad que sea una función de estado y una que no lo sea. (c) ¿La temperatura es una función de estado? ¿Por qué sí o por qué no?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
01:24

Problem 26

Indique cuáles de los siguientes son independientes del camino por el cual se da un cambio: (a) el cambio de energía potencial cuando un libro se transfiere de una mesa a un anaquel; (b) el calor que se desprende cuando un cubito de azúcar se oxida a $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$; (c) el trabajo efectuado al quemar un galón de gasolina.

Christopher Dzorkpata
Christopher Dzorkpata
Numerade Educator
03:20

Problem 27

(a) ¿Por qué el cambio de entalpía es una cantidad importante para muchos procesos químicos? (b) $H$ es una función de estado pero $q$ no lo es. Explique. (c) Para un proceso dado a presión constante, $\Delta H$ es negativo. ¿EI proceso es endotérmico o exotérmico?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
06:26

Problem 28

(a) ¿En qué condición el cambio de entalpía de un proceso es igual a la cantidad de calor transferida hacia o desde el sistema? (b) Decimos que la entalpía es una función de estado. ¿Por qué son tan útiles las funciones de estado? (c) Durante un proceso a presión constante, el sistema absorbe calor del entorno. ¿La entalpía del sistema aumenta o disminuye en el proceso?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
01:21

Problem 29

La combustión completa de ácido acético, $\mathrm{HC}_2 \mathrm{H}_3 \mathrm{O}_2(l)$, para formar $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)$ y $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ a presión constante produce $871.7 \mathrm{~kJ}$ de calor por mol de $\mathrm{HC}_2 \mathrm{H}_3 \mathrm{O}_2$. (a) Escriba una ecuación termoquimica balanceada para esta reacción. (b) Dibuje un diagrama de entalpía para la reacción.

David Collins
David Collins
Numerade Educator
01:43

Problem 30

La descomposición de carbonato de zinc, $\mathrm{ZnCO}_3(\mathrm{~s})$, para formar óxido de zinc, $\mathrm{ZnO}(\mathrm{s})$ y $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ a presión constante requiere la adición de $71.5 \mathrm{~kJ}$ de calor por mol de $\mathrm{ZnCO}_3$. (a) Escriba una ecuación termoquímica balanceada para esta reacción. (b) Dibuje un diagrama de entalpía para la reacción.

David Collins
David Collins
Numerade Educator

Problem 31

Considere la reacción siguiente, que se efectúa a temperatura y presión ambientes:
$$
2 \mathrm{Cl}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{Cl}_2(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=-243.4 \mathrm{~kJ}
$$
¿Cuál tiene la entalpía más alta en estas condiciones, $2 \mathrm{Cl}(\mathrm{g}) \circ \mathrm{Cl}_2(\mathrm{~g})$ ?

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03:44

Problem 32

Sin consultar tablas, indique cuál tiene más alta entalpía en cada caso: (a) $1 \mathrm{~mol} \mathrm{CO}_2(\mathrm{~s})$ o $1 \mathrm{~mol} \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ a la misma
temperatura; (b) $2 \mathrm{~mol}$ de átomos de hidrógeno o $1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{H}_2$; (c) 1 mol de $\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})$ y $0.5 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$ o 1 mol $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$; (d) 1 mol N $\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})$ a $100^{\circ} \mathrm{C}$ o $1 \mathrm{~mol} \mathrm{~N}_2(g)$ a $300^{\circ} \mathrm{C}$.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:33

Problem 33

Considere la reacción siguiente:
$$
2 \mathrm{Mg}(\mathrm{s})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{MgO}(\mathrm{s}) \quad \Delta H=-1204 \mathrm{~kJ}
$$
(a) ¿La reacción es exotérmica o endotérmica? (b) Calcule la cantidad de calor que se transfiere cuando $2.4 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{Mg}(s)$ reacciona a presión constante. (c) ¿Cuántos gramos de $\mathrm{MgO}$ se producen durante un cambio de entalpía de $96.0 \mathrm{~kJ}$ ? (d) ¿Cuántos kilojoules de calor se absorben cuando $7.50 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{MgO}(\mathrm{s})$ se descompone en $\mathrm{Mg}(\mathrm{s})$ y $\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})$ a presión constante?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:35

Problem 34

Considere la reacción siguiente:
$$
\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{CO}(\mathrm{g})+2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \quad \Delta H=+90.7 \mathrm{~kJ}
$$
(a) ¿Se absorbe o desprende calor durante esta reacción?
(b) Calcule la cantidad de calor que se transfiere cuando $1.60 \mathrm{~kg}$ de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(\mathrm{g})$ se descompone por esta reacción a presión constante. (c) Para una muestra dada de $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}$, el cambio de entalpía en la reacción es de $64.7 \mathrm{~kJ}$. ¿Cuántos gramos de hidrógeno gaseoso se producen? (d) ¿Cuánto vale $\Delta H$ para la reacción inversa de la anterior? ¿Cuántos kilojoules de calor se desprenden cuando 32.0 g de $\mathrm{CO}(g)$ reacciona totalmente con $\mathrm{H}_2(g)$ para formar $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(\mathrm{g})$ a presión constante?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:19

Problem 35

Si mezclamos soluciones que contienen iones plata e iones cloruro, se precipita cloruro de plata:
$$
\mathrm{Ag}^{+}(a c)+\mathrm{Cl}^{-}(a c) \longrightarrow \mathrm{AgCl}(s) \quad \Delta H=-65.5 \mathrm{~kJ}
$$
(a) Calcule $\Delta H$ para la formación de $0.540 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{AgCl}$ por esta reacción. (b) Calcule $\Delta H$ para la formación de $1.66 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{AgCl}$. (c) Calcule $\Delta H$ cuando $0.188 \mathrm{mmol} \mathrm{de} \mathrm{AgCl}$ se disuelve en agua.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:07

Problem 36

Un método común para generar cantidades pequeñas de oxígeno gaseoso en el laboratorio solía ser calentar $\mathrm{KClO}_3$ :
$$
2 \mathrm{KClO}_3(\mathrm{~s}) \longrightarrow 2 \mathrm{KCl}(\mathrm{s})+3 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=-89.4 \mathrm{~kJ}
$$
Para esta reacción, calcule $\Delta H$ para la formación de (a) $4.34 \mathrm{~mol}^2 \mathrm{O}_2$ (b) $200.8 \mathrm{~g}$ de KCl. (c) La descomposición de $\mathrm{KClO}_3$ es espontánea cuando se calienta. ¿Cree que la reacción inversa, la formación de $\mathrm{KClO}_3$ a partir de $\mathrm{KCl}$ y $\mathrm{O}_2$ sea factible en condiciones ordinarias? Explique su respuesta.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:06

Problem 37

$\mathrm{Si}$ conocemos $\Delta H$ para un proceso que se efectúa a presión constante, ¿qué información adicional necesitamos si queremos determinar $\Delta E$ para el proceso?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:05

Problem 38

Suponga que la reacción en fase gaseosa $2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})$ $\longrightarrow 2 \mathrm{NO} 2(\mathrm{~g})$ se efectúa en un recipiente de reacción de volumen constante. ¿La cantidad de calor medida representa $\Delta H \circ \Delta E$ ? Si hay alguna diferencia, ¿cuál cantidad es mayor para esta reacción? Explique.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:01

Problem 39

Un gas se confina en un cilindro a presión atmosférica constante, como se ilustra en la figura 5.3. Cuando el gas sufre cierta reacción química, libera $89 \mathrm{~kJ}$ de calor a su entorno y efectúa $36 \mathrm{~kJ}$ de trabajo $P-V$ sobre su entorno. ¿Qué valores tienen $\Delta H$ y $\Delta E$ para este proceso?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:52

Problem 40

Un gas se confina en un cilindro a presión atmosférica constante, como se ilustra en la figura 5.3. Cuando se agrega $518 \mathrm{~J}$ de calor al gas, se expande y efectúa $127 \mathrm{~J}$ de trabajo sobre el entorno. ¿Qué valores tienen $\Delta H$ y $\Delta E$ para este proceso?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:15

Problem 41

Considere la combustión de metanol líquido, $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(l)$ :
$$
\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(l)+\frac{3}{2} \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)
$$
$$
\Delta H=-726.5 \mathrm{~kJ}
$$
(a) Calcule el cambio de entalpía para la reacción inversa.
(b) Balancee la reacción hacia adelante con coeficientes enteros. Determine $\Delta H$ para la reacción representada por esta ecuación. (c) ¿Qué es más probable que se favorezca termodinámicamente, la reacción hacia adelante o la inversa? (d) Si la reacción se escribiera con producción de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$ en lugar de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)$, ¿ cabría esperar que la magnitud de $\Delta H$ aumente, disminuya o permanezca igual? Explique.

Daniel Gosser
Daniel Gosser
Numerade Educator
03:47

Problem 42

Considere la descomposición de benceno líquido, $\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6(l)$, para dar acetileno gaseoso, $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2(g)$ :
$$
\frac{1}{3} \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6(l) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \quad \Delta H=+210 \mathrm{~kJ}
$$
(a) Calcule el cambio de entalpía para la reacción inversa. (b) Determine $\Delta H$ para la descomposición de $1 \mathrm{~mol}$ de benceno a acetileno. (c) ¿Qué es más probable que se favorezca termodinámicamente, la reacción hacia adelante o la inversa? (d) $\mathrm{Si}$ se consumiera $\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})$ en lugar de $\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6(l)$, ¿cabría esperar que la magnitud de $\Delta H$ aumente, disminuya o permanezca igual? Explique.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator

Problem 43

(a) ¿Qué unidades tiene la capacidad calorífica? (b) ¿Qué unidades tiene el calor específico?

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04:02

Problem 44

Dos objetos sólidos, A y B, se colocan en agua en ebullición y se permite que alcancen la temperatura del agua. Después, se sacan y se colocan cada uno en un vaso que contiene $1000 \mathrm{~g}$ de agua a $10.0^{\circ} \mathrm{C}$. El objeto A eleva la temperatura del agua en $3.50^{\circ} \mathrm{C}$; el objeto B eleva la temperatura del agua en $2.60^{\circ} \mathrm{C}$. (a) ¿Cuál objeto tiene mayor capacidad calorífica? (b) ¿Qué puede decir acerca de los calores específicos de $\mathrm{A}$ y $\mathrm{B}$ ?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
06:19

Problem 45

(a) ¿Cuál es el calor específico del agua líquida? (b) Calcule la capacidad calorífica de $185 \mathrm{~g}$ de agua líquida. (c) ¿Cuántos kJ de calor se necesitan para aumentar la temperatura de $10.00 \mathrm{~kg}$ de agua líquida de $24.6^{\circ} \mathrm{C}$ a $46.2^{\circ} \mathrm{C}$ ?

Jennifer Hudspeth
Jennifer Hudspeth
Numerade Educator
06:19

Problem 46

(a) ¿Qué capacidad calorífica molar tiene el agua líquida? (b) Calcule la capacidad calorífica de $8.42 \mathrm{~mol}$ de agua líquida. (c) ¿Cuántos $\mathrm{kJ}$ de calor se necesitan para elevar la temperatura de $2.56 \mathrm{~kg}$ de agua de $44.8^{\circ} \mathrm{C}$ a $92.0^{\circ} \mathrm{C}$ ?

Jennifer Hudspeth
Jennifer Hudspeth
Numerade Educator
01:10

Problem 47

El calor específico del cobre metálico es de $0.385 \mathrm{~J} / \mathrm{g}-\mathrm{K}$. ¿Cuántos J de calor se necesitan para elevar la temperatura de un bloque de $1.4 \mathrm{~kg}$ de cobre de $25.0^{\circ} \mathrm{C}$ a $88.5^{\circ} \mathrm{C}$ ?

David Collins
David Collins
Numerade Educator
01:51

Problem 48

El calor específico del tolueno $\left(\mathrm{C}_7 \mathrm{H}_8\right)$ es de $1.13 \mathrm{~J} / \mathrm{g}-\mathrm{K}$. ¿Cuántos J de calor se requieren para elevar la temperatura de $62.0 \mathrm{~g}$ de tolueno de $16.3^{\circ} \mathrm{C}$ a $38.8^{\circ} \mathrm{C}$ ?

Lottie Adams
Lottie Adams
Numerade Educator
02:13

Problem 49

Cuando una muestra de $9.55 \mathrm{~g}$ de hidróxido de sodio sólido se disuelve en $100.0 \mathrm{~g}$ de agua en un calorímetro de vasos para café (Figura 5.18), la temperatura se eleva
de $23.6^{\circ} \mathrm{C}$ a $47.4^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule $\Delta H(\mathrm{en} \mathrm{kJ} / \mathrm{mol} \mathrm{NaOH})$ para el proceso de disolución
$$
\mathrm{NaOH}(\mathrm{s}) \longrightarrow \mathrm{Na}^{+}(a c)+\mathrm{OH}^{-}(a c)
$$
Suponga que el calor específico de la disolución es el mismo que el del agua pura.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
02:23

Problem 50

Cuando una muestra de $3.88 \mathrm{~g}$ de nitrato de amonio sólido se disuelve en $60.0 \mathrm{~g}$ de agua en un calorimetro de vasos para café (Figura 5.18), la temperatura baja de $23.0^{\circ} \mathrm{C}$ a $18.4^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule $\Delta H\left(\mathrm{en} \mathrm{kJ} / \mathrm{mol} \mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3\right)$ para el proceso de disolución
$$
\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3(s) \longrightarrow \mathrm{NH}_4{ }^{+}(a c)+\mathrm{NO}_3{ }^{-}(a c)
$$
Suponga que el calor específico de la disolución es el mismo que el del agua pura.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
04:24

Problem 51

Una muestra de $2.200 \mathrm{~g}$ de quinona $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_4 \mathrm{O}_2\right)$ se quema en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorífica total es de $7.854 \mathrm{~kJ} /{ }^{\circ} \mathrm{C}$. La temperatura del calorimetro aumenta de $23.44^{\circ} \mathrm{C}$ a $30.57^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule el calor de combustión por gramo de quinona. Calcule el calor de combustión por mol de quinona.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
02:04

Problem 52

Una muestra de $1.800 \mathrm{~g}$ de fenol $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}\right)$ se quemó en una bomba calorimétrica cuya capacidad calorífica total es de $11.66 \mathrm{~kJ} /{ }^{\circ} \mathrm{C}$. La temperatura del calorímetro más su contenido aumentó de $21.36^{\circ} \mathrm{C}$ a $26.37^{\circ} \mathrm{C}$. (a) Escriba una ecuación química balanceada para la reacción de la bomba calorimétrica. (b) Calcule el calor de combustión por gramo de fenol. Calcule el calor de combustión por mol de fenol.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
03:03

Problem 53

En condiciones de volumen constante, el calor de combustión de la glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$ es de $15.57 \mathrm{~kJ} / \mathrm{g}$. Una muestra de $2.500 \mathrm{~g}$ de glucosa se quemó en una bomba calorimétrica. La temperatura del calorimetro aumentó de $20.55^{\circ} \mathrm{C}$ a $23.25^{\circ} \mathrm{C}$ (a) Calcule la capacidad calorifica total del calorimetro. (b) Si el tamaño de la muestra de glucosa hubiera sido exactamente el doble, ¿cuál habría sido el cambio de temperatura del calorímetro?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
02:34

Problem 54

En condiciones de volumen constante, el calor de combustión del ácido benzoico $\left(\mathrm{HC}_7 \mathrm{H}_5 \mathrm{O}_2\right)$ es de $26.38 \mathrm{~kJ} / \mathrm{g}$. Una muestra de $1.640 \mathrm{~g}$ de ácido benzoico se quemó en
una bomba calorimétrica. La temperatura del calorimetro aumentó de $22.25^{\circ} \mathrm{C}$ a $27.20^{\circ} \mathrm{C}$. (a) Calcule la capacidad calorífica total del calorímetro. (b) Se quema una muestra de $1.320 \mathrm{~g}$ de una nueva sustancia orgánica en el mismo calorimetro. La temperatura del calorimetro aumenta de $22.14^{\circ} \mathrm{C}$ a $26.82^{\circ} \mathrm{C}$. Calcule el calor de combustión por gramo de la nueva sustancia. (c) Suponga que, al cambiar de muestras, se perdió una porción del agua del calorimetro. ¿Cómo alteraría esto, si es que lo hace, la capacidad calorífica del calorimetro?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator

Problem 55

Enuncie la ley de Hess. ¿Por qué es importante en termoquímica?

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01:48

Problem 56

¿Qué relación hay entre la ley de Hess y el hecho de que Hes una función de estado?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
01:51

Problem 57

Considere las reacciones hipotéticas siguientes:
$$
\begin{aligned}
\mathrm{A} \longrightarrow \mathrm{B} & \Delta H=+30 \mathrm{~kJ} \\
\mathrm{~B} \longrightarrow \mathrm{C} & \Delta H=+60 \mathrm{~kJ}
\end{aligned}
$$
(a) Use la ley de Hess para calcular el cambio de entalpía en la reacción $\mathrm{A} \longrightarrow \mathrm{C}$. (b) Dibuje un diagrama de entalpía para las sustancias A, B y Ce indique cómo se aplica la ley de Hess.

Nicole Smina
Nicole Smina
Numerade Educator
01:51

Problem 58

Suponga que tiene las reacciones hipotéticas siguientes:
$$
\begin{array}{ll}
\mathrm{X} \longrightarrow \mathrm{Y} & \Delta H=-35 \mathrm{~kJ} \\
\mathrm{X} \longrightarrow \mathrm{Z} & \Delta H=+90 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$
(a) Use la ley de Hess para calcular el cambio de entalpía en la reacción $Y \longrightarrow Z$. (b) Construya un diagrama de entalpía para las sustancias X, Y y Z. (c) ¿Sería válido hacer lo que se pide en la parte (a) si la primera reacción se hubiera efectuado a $25^{\circ} \mathrm{C}$ y la segunda a $240^{\circ} \mathrm{C}$ ? Explique

Nicole Smina
Nicole Smina
Numerade Educator
01:32

Problem 59

Dadas las entalpías de reacción
$$
\begin{array}{ll}
\mathrm{P}_4(\mathrm{~s})+3 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{P}_4 \mathrm{O}_6(\mathrm{~s}) & \Delta H=-1640.1 \mathrm{~kJ} \\
\mathrm{P}_4(\mathrm{~s})+5 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{P}_4 \mathrm{O}_{10}(\mathrm{~s}) & \Delta H=-2940.1 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$
calcule el cambio de entalpía para la reacción
$$
\mathrm{P}_4 \mathrm{O}_6(\mathrm{~s})+2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{P}_4 \mathrm{O}_{10}(\mathrm{~s})
$$

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:40

Problem 60

A partir de los calores de reacción
$$
\begin{aligned}
2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) & \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) & \Delta H & =-483.6 \mathrm{~kJ} \\
3 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) & \longrightarrow 2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) & \Delta H & =+284.6 \mathrm{~kJ}
\end{aligned}
$$
calcule el calor de la reactión
$$
3 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_3(\mathrm{~g}) \longrightarrow 3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})
$$

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
04:33

Problem 61

A partir de las entalpias de reacción
$$
\begin{aligned}
& \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{F}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{HF}(\mathrm{g}) \quad \Delta H=-537 \mathrm{~kJ} \\
& \mathrm{C}(\mathrm{s})+2 \mathrm{~F}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{CF}_4(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=-680 \mathrm{~kJ} \\
& 2 \mathrm{C}(\mathrm{s})+2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=+52.3 \mathrm{~kJ} \\
&
\end{aligned}
$$
calcule $\Delta H$ para la reacción de etileno con $\mathrm{F}_2$ :
$$
\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_4(\mathrm{~g})+6 \mathrm{~F}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{CF}_4(\mathrm{~g})+4 \mathrm{HF}(\mathrm{g})
$$

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
07:40

Problem 62

Dados los datos
$$
\begin{array}{ll}
\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{NO}(\mathrm{g}) & \Delta H=+180.7 \mathrm{~kJ} \\
2 \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{NO}_2(\mathrm{~g}) & \Delta H=-113.1 \mathrm{~kJ} \\
2 \mathrm{~N}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow 2 \mathrm{~N}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) & \Delta H=-163.2 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$
utilice la ley de Hess para calcular $\Delta H$ en la reacción
$$
\mathrm{N}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{NO}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 3 \mathrm{NO}(\mathrm{g})
$$

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
03:53

Problem 63

(a) ¿Qué significa el término condiciones estándar en relación con los cambios de entalpia? (b) ¿Qué significa el término entalpía de formación? (c) ¿Qué significa el término entalpía estándar de formación?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
01:25

Problem 64

(a) ¿Por qué son tan útiles las tablas de entalpías estándar de formación? (b) ¿Cuánto vale la entalpia estándar de formación de un elemento en su forma más estable?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator

Problem 65

Suponga que se decide que las entalpias estándar de formación de todos los elementos en su forma más estable deben ser de $100 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. ¿Seguiría siendo posible tener entalpias estándar de formación de compuestos, como en la tabla 5.3? En tal caso, ¿seguirian siendo los mismos algunos valores de esa tabla? Explique.

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Problem 66

Utilizando la tabla 5.3, determine si la reacción entre sacarosa sólida y agua líquida para formar glucosa sólida es un proceso endotérmico o exotérmico.

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02:14

Problem 67

Para cada uno de los compuestos siguientes, escriba una ecuación termoquímica balanceada que represente la formación de 1 mol del compuesto a partir de sus elementos en sus estados estándar y use el apéndice $\mathrm{C}$ para obtener el valor de $\Delta H_f^{\circ}$ : (a) $\mathrm{NH}_3\left(\right.$ g); (b) $\mathrm{SO}_2(g)$; (c) $\mathrm{RbClO}_3(\mathrm{~s})$; (d) $\mathrm{NH}_4 \mathrm{NO}_3(\mathrm{~s})$.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
02:12

Problem 68

Escriba ecuaciones balanceadas que describan la formación de los compuestos siguientes a partir de sus elementos en sus estados estándar, y utilice el Apéndice C para obtener los valores de sus entalpías estándar de formación: (a) $\mathrm{HBr}(g)$; (b) $\mathrm{AgNO}_3$ (s); (c) $\mathrm{Hg}_2 \mathrm{Cl}_2$ (s); (d) $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}(l)$.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
01:26

Problem 69

La siguiente es la reacción de la termita (figura 5.8(b)):
$$
2 \mathrm{Al}(\mathrm{s})+\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s}) \longrightarrow \mathrm{Al}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s})+2 \mathrm{Fe}(\mathrm{s})
$$
Esta reacción, altamente exotérmica, se usa para soldar unidades masivas, como las hélices de barcos grandes. Empleando las entalpias de formación del apéndice $C$, calcule $\Delta H^v$ para esta reacción.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator

Problem 70

Muchos encendedores contienen butano líquido, $\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}(\mathrm{l})$. Empleando entalpías de formación, calcule la cantidad de calor que se produce cuando $1.0 \mathrm{~g}$ de butano se quema por completo en aire.

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07:33

Problem 71

Usando valores del apéndice C, calcule el cambio estándar de entalpía para cada una de las reacciones siguientes:
(a) $2 \mathrm{SO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{SO}_3(\mathrm{~g})$
(c) $4 \mathrm{FeO}(\mathrm{s})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s})$
(d) $\mathrm{SiCl}_4(l)+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \longrightarrow \mathrm{SiO}_2(s)+4 \mathrm{HCl}(g)$

Jennifer Hudspeth
Jennifer Hudspeth
Numerade Educator

Problem 72

Usando valores del apéndice $\mathrm{C}$, calcule el cambio estándar de entalpía para cada una de las reacciones siguientes:
(a) $\mathrm{N}_2 \mathrm{O}_4(\mathrm{~g})+4 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{N}_2(\mathrm{~g})+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$
(b) $2 \mathrm{KOH}(\mathrm{s})+\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{K}_2 \mathrm{CO}_3(\mathrm{~s})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$
(c) $\mathrm{SO}_2(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{~S}(\mathrm{~g}) \longrightarrow\left(\frac{3}{8}\right) \mathrm{S}_8(\mathrm{~s})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$
(d) $\mathrm{Fe}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s})+6 \mathrm{HCl}(\mathrm{g}) \longrightarrow 2 \mathrm{FeCl}_3(\mathrm{~s})+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$

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03:05

Problem 73

La combustión completa de $1 \mathrm{~mol}$ de acetona $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}\right)$ libera $1790 \mathrm{~kJ}$ :
$$
\begin{array}{r}
\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6 \mathrm{O}(l)+4 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 3 \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \\
\Delta H^{\circ}=-1790 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$

Utilice esta información, junto con datos del apéndice $C$, para calcular la entalpía de formación de la acetona.

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
04:09

Problem 74

$\mathrm{El}$ carburo de calcio, $\mathrm{CaC}_2$, reacciona con agua para formar acetileno $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2\right)$ y $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$. A partir de los siguientes datos de entalpía de reacción y datos del apéndice $\mathrm{C}$, calcule $\Delta H_f^{\circ}$ para el $\mathrm{CaC}_2(\mathrm{~s})$ :
$$
\begin{array}{r}
\mathrm{CaC}_2(\mathrm{~s})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \longrightarrow \mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2(\mathrm{~s})+\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \\
\Delta \mathrm{H}^{\circ} \stackrel{ }{=}-127.2 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
02:43

Problem 75

Calcule la entalpía estándar de formación de $\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2$ sólido, dados los datos siguientes:
$$
\begin{array}{lr}
2 \mathrm{Mg}(\mathrm{s})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{MgO}(\mathrm{s}) & \Delta H^{\circ}=-1203.6 \mathrm{~kJ} \\
\mathrm{Mg}(\mathrm{OH})_2(\mathrm{~s}) \longrightarrow \mathrm{MgO}(\mathrm{s})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) & \Delta H^{\circ}=+37.1 \mathrm{~kJ} \\
2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) & \Delta H^{\circ}=-571.7 \mathrm{~kJ}
\end{array}
$$

Lottie Adams
Lottie Adams
Numerade Educator
03:11

Problem 76

(a) Calcule la entalpía estándar de formación del diborano gaseoso $\left(\mathrm{B}_2 \mathrm{H}_6\right)$ utilizando la información termoquímica siguiente:
$$
\begin{aligned}
& 4 \mathrm{~B}(\mathrm{~s})+3 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{~B}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s}) \quad \Delta H^{\circ}=-2509.1 \mathrm{~kJ} \\
& 2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow 2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \quad \Delta H^{\circ}=-571.7 \mathrm{~kJ} \\
& \mathrm{~B}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{~g})+3 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{B}_2 \mathrm{O}_3(\mathrm{~s})+3 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \\
& \Delta H^{\circ}=-2147.5 \mathrm{~kJ} \\
&
\end{aligned}
$$
(b) El pentaborano $\left(\mathrm{B}_5 \mathrm{H}_9\right)$ es otro miembro de la serie de hidruros de boro. ¿Qué experimento o experimentos tendría que efectuar para obtener los datos necesarios para calcular el calor de formación de $\mathrm{B}_5 \mathrm{H}_9(l)$ ? Explíquelo escribiendo y sumando las reacciones químicas correspondientes.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
03:39

Problem 77

La gasolina se compone principalmente de hidrocarburos, muchos de los cuales tienen ocho átomos de carbono y se denominan actanos. Uno de los octanos que más limpiamente arde es un compuesto llamado 2,3,4-trimetilpentano, que tiene la fórmula estructural siguiente:
(TABLE CAN'T COPY)
La combustión completa de $1 \mathrm{~mol}$ de este compuesto a $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$ produce $\Delta H^{\circ}=-5069 \mathrm{~kJ}$. (a) Escriba una ecuación balanceada para la combustión de $1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_{18}(l)$. (b) Escriba una ecuación balanceada para la formación de $\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_1(l)$ a partir de sus elementos. (c) Utilizando la información de este problema y de la tabla 5.3, calcule $\Delta H_f^{\circ}$ para el 2,3,4-dimetilpentano.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
02:39

Problem 78

El naftaleno $\left(\mathrm{C}_{10} \mathrm{H}_8\right)$ es un compuesto aromático sólido que se vende en forma de bolitas para combatir la polilla. La combustión completa de esta sustancia para producir $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l})$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$ produce $5154 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. (a) Escriba las ecuaciones balanceadas para la formación de naftaleno a partir de sus elementos y para su combustión. (b) Calcule la entalpía estándar de formación del naftaleno.

Maryam Shahid
Maryam Shahid
Numerade Educator

Problem 79

(a) ¿Qué significa el término valor energético? (b) ¿Qué sustancia se conoce como azúcar de la sangre? ¿Por qué es importante cuando se habla de alimentos humanos? (c) ¿Qué suministra más energía como alimento, $5 \mathrm{~g}$ de grasa $09 \mathrm{~g}$ de carbohidrato?

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06:17

Problem 80

¿Por qué son idóneas las grasas para almacenar energía en el cuerpo humano? (b) Cierta fritura se compone de $12 \%$ de proteinas y $14 \%$ de grasas, siendo el resto carbohidratos. ¿Qué porcentaje del contenido calórico de este alimento es grasas? (c) ¿Cuántos gramos de proteínas suministran el mismo valor energético que $25 \mathrm{~g}$ de grasas?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
00:18

Problem 81

Una porción de sopa de crema de hongos Campbell's $${ }^{\$ 8}$$ condensada contiene $7 \mathrm{~g}$ de grasa, $9 \mathrm{~g}$ de carbohidratos $\mathrm{y}$ $1 \mathrm{~g}$ de proteínas. Estime el número de Calorias que hay en una porción.

Michelle Nguyen
Michelle Nguyen
Numerade Educator
01:39

Problem 82

Una libra de dulces $\mathrm{M} \& \mathrm{M}^{\oplus}$ normales contiene $96 \mathrm{~g}$ de grasa, $320 \mathrm{~g}$ de carbohidratos y $21 \mathrm{~g}$ de proteínas. Calcu-
le el valor energético en $\mathrm{kJ}$ de una porción de $42 \mathrm{~g}$. ¿Cuántas Calorías proporciona la porción?

Anand Jangid
Anand Jangid
Numerade Educator
02:55

Problem 83

El calor de combustión de la fructosa, $\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6$ es de $-2812 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. Si una manzana fresca Golden Delicious que pesa $120 \mathrm{~g}$ contiene $16.0 \mathrm{~g}$ de fructosa, determine la contribución de la fructosa al contenido calórico de la manzana.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
01:50

Problem 84

El calor de combustión del etanol, $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_5 \mathrm{OH}(l)$ es de -1371 $\mathrm{kJ} / \mathrm{mol}$. Un lote de vino sauvignon blanc contiene $10.6 \%$ en masa de etanol. Suponiendo que la densidad del vino es de $1.0 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}$, ¿qué contenido calórico tiene el alcohol (etanol) de un vaso de vino de $177 \mathrm{~mL}$ ?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
09:18

Problem 85

Las entalpías estándar de formación de los gases propino $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_4\right)$, propileno $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_6\right)$ y propano $\left(\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_8\right)$ son +185.4 , $+20.4 \mathrm{y}-103.8 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$, respectivamente (a) Calcule el calor desprendido por mol al quemarse cada sustancia para producir $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$. (b) Calcule el calor que se desprende al quemar $1 \mathrm{~kg}$ de cada sustancia. (c) ¿Cuál es el combustible más eficiente en términos de calor desprendido por unidad de masa?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
02:39

Problem 86

Resulta interesante comparar el "valor energético" de un hidrocarburo en un mundo en el que el agente de combustión es el flúor, no el oxígeno. La entalpía de forma-
ción de $\mathrm{CF}_4(\mathrm{~g})$ es de $-679.9 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. ¿Cuál de estas dos reacciones es más exotérmica?
$$
\begin{aligned}
\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})+2 \mathrm{O}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g}) \\
\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})+4 \mathrm{~F}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{CF}_4(\mathrm{~g})+4 \mathrm{HF}(\mathrm{g})
\end{aligned}
$$
Ejercicios adicionales

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
03:21

Problem 87

A $20^{\circ} \mathrm{C}$ (aproximadamente la temperatura ambiente), la velocidad media de las moléculas de $\mathrm{N}_2$ del aire es de $1050 \mathrm{mi} / \mathrm{h}$. (a) Calcule la rapidez media en $\mathrm{m} / \mathrm{s}$. (b) Calcule la energía cinética (en joules) de una molécula de $\mathrm{N}_2$ que se mueve a esta velocidad. (c) Calcule la energía cinética total de $1 \mathrm{~mol}$ de moléculas de $\mathrm{N}_2$ que se mueven a esta velocidad.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
03:00

Problem 88

Suponga que una clavadista olímpica que pesa $52.0 \mathrm{~kg}$ ejecuta un clavado recto desde una plataforma de $10 \mathrm{~m}$. En el punto más alto del clavado, la clavadista está 10.8 m sobre la superficie del agua. (a) ¿Qué energía potencial tiene la clavadista en ese punto, relativa a la superficie del agua? (Vea el pie de la figura 5.5.) (b) Suponiendo que toda la energía potencial de la clavadista se convierte en energía cinética en la superficie del agua, ¿̧a qué velocidad en $\mathrm{m} / \mathrm{s}$ entrará la clavadista en el agua? (c) ¿La clavadista efectúa trabajo al entrar en el agua? Explique.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
05:04

Problem 89

Cuando un mol de hielo seco, $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~s})$, se convierte en $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ a presión atmosférica $\mathrm{y}-78^{\circ} \mathrm{C}$, el calor absorbido por el sistema excede el aumento en la energía interna del $\mathrm{CO}_2$ ¿ $\mathrm{C}$ ómo explica esto? ¿Qué sucede con la energía sobrante?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
01:28

Problem 90

Las bolsas de aire que protegen a los ocupantes de un automóvil en caso de accidente se expanden como resultado de una reacción química rápida. Desde el punto de vista en que los reactivos químicos (considerados como el sistema), ¿qué signos cree que tengan $q$ y w en este proceso?

Narayan Hari
Narayan Hari
Numerade Educator
02:09

Problem 91

Una lata de aluminio con gaseosa se coloca en un congelador. Más tarde, se observa que la lata se ha reventado y su contenido está congelado. ¿Se realizó trabajo sobre la lata para reventarla? ¿De dónde provino la energía para este trabajo?

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator

Problem 92

Aparte de las reacciones nucleares, en las que hay una interconversión mensurable de materia y energía, el enunciado clásico de la primera ley de la termodinámica se puede escribir así: La energía del universo es constante. ¿Este enunciado es congruente con la ecuación 5.5? Explique.

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Problem 93

Una muestra de gas está contenida en un cilindro con pistón y sufre el cambio de estado que se muestra en la ilustración. (a) Suponga, en primer lugar, que el cilindro y el pistón son aislantes térmicos perfectos que no permiten la transferencia de calor. ¿Cuánto vale $q$ en el cambio de estado? ¿Qué signo tiene $w$ en el cambio de estado? ¿Qué
puede decirse acerca de $\Delta E$ en el cambio de estado? (b) Suponga ahora que el cilindro y el pistón están hechos de un conductor térmico, digamos de un metal. Durante el cambio de estado, el cilindro se pone caliente al tacto. ¿Qué signo tiene q para el cambio de estado en este caso? Describa la diferencia en el estado del sistema al término del proceso en los dos casos. ¿Qué puede decir acerca de los valores relativos de $\Delta E$ ?
(FIGURE CAN'T COPY)

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:08

Problem 94

Las estalactitas y estalagmitas de piedra caliza se forman en las grutas por la reacción siguiente:
$\mathrm{Ca}^{2+}(a c)+2 \mathrm{HCO}_3{ }^{-}(a c) \longrightarrow \mathrm{CaCO}_3(\mathrm{~s})+\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l})$
Si se forma $1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{CaCO}_3$ a $298 \mathrm{~K}$ y $1 \mathrm{~atm}$ de presión, la reacción efectúa $2.47 \mathrm{~kJ}$ de trabajo $P-V$ cuando el $\mathrm{CO}_2$ gaseoso formado empuja la atmósfera. Al mismo tiempo, se absorbe $38.95 \mathrm{~kJ}$ de calor del entorno. Determine los valores de $\Delta H$ y $\Delta E$ para esta reacción.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
06:40

Problem 95

Considere los sistemas que se muestran en la figura 5.10. En un caso, la batería se descarga totalmente cuando la corriente pasa por un calefactor; en el otro, se descarga al operar un ventilador. Ambos procesos se efectúan a presión constante. En los dos casos, el cambio de estado del sistema es el mismo: la batería, que estaba totalmente cargada, queda totalmente descargada. Sin embargo, en un caso, el calor desprendido es grande, mientras que en el otro es pequeño. ¿El cambio de entalpía es el mismo en los dos casos? Si no lo es, ¿cómo puede considerarse la entalpía una función de estado? Si lo es, ¿qué puede decirse acerca de la relación entre el cambio de entalpía y $q$ en este caso, en comparación con otros que hemos considerado?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:42

Problem 96

Una casa se diseña con mecanismos pasivos para aprovechar la energía solar. Se incorporarán al interior de la casa tabiques que actúen como absorbedores de calor. Cada tabique pesa aproximadamente $1.8 \mathrm{~kg}$. El calor específico del tabique es de $0.85 \mathrm{~J} / \mathrm{g}-\mathrm{K}$. ¿Cuántos tabiques deben incorporarse al interior de la casa para suministrar la misma capacidad calorífica total que $1.7 \times 10^3$ gal de agua?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
13:32

Problem 97

Un calorímetro de vasos de café como el que se muestra en la figura 5.18 contiene $150.0 \mathrm{~g}$ de agua a $25.1^{\circ} \mathrm{C}$. Un bloque de cobre metálico de $121.0 \mathrm{~g}$ se calienta a $100.4^{\circ} \mathrm{C}$ colocándolo en un vaso con agua en ebullición. El calor específico del $\mathrm{Cu}(\mathrm{s})$ es de $0.385 \mathrm{~J} / \mathrm{g}-\mathrm{K}$. El Cu se agrega al calorimetro $y$, después de un tiempo, el contenido del vaso alcanza una temperatura constante de $30.1^{\circ} \mathrm{C}$. (a) Determine la cantidad de calor, en J, perdida por el bloque de cobre. (b) Determine la cantidad de calor ganada por el agua. El calor específico del agua es de $4.18 \mathrm{~J} / \mathrm{g}-\mathrm{K}$. (c) La diferencia entre sus respuestas a los apartados (a) y (b) se debe a la pérdida de calor a través de los vasos de espuma de poliestireno y al calor necesario para elevar la temperatura de la pared interior del aparato. La capacidad calorífica del calorímetro es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del aparato (los vasos y el tapón) en $1 \mathrm{~K}$. Calcule la capacidad calorífica del calorímetro en J/K. (d) Calcule la temperatura final que alcanzaría el sistema si todo el calor perdido por el bloque de cobre fuera absorbido por el agua en el calorímetro.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
10:01

Problem 98

(a) Cuando una muestra de $0.235 \mathrm{~g}$ de ácido benzoico se quema en una bomba calorimétrica, la temperatura aumenta $1.642^{\circ} \mathrm{C}$. Cuando se quema una muestra de 0.265 $\mathrm{g}$ de cafeína, $\mathrm{C}_8 \mathrm{H}_{10} \mathrm{O}_2 \mathrm{~N}_4$, la temperatura aumenta $1.525^{\circ} \mathrm{C}$. Utilizando el valor de $26.38 \mathrm{~kJ} / \mathrm{g}$ para el calor de combustión del ácido benzoico, calcule el calor de combustión por mol de cafeína a volumen constante. (b) Suponiendo que hay una incertidumbre de $0.002^{\circ} \mathrm{C}$ en cada lectura de temperatura y que las masas de las muestras se miden con una precisión de $0.001 \mathrm{~g}$, calcule la incertidumbre estimada en el valor calculado para el calor de combustión por mol de cafeína.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:58

Problem 99

Un hombre de $200 \mathrm{lb}$ decide aumentar su rutina de ejercicio subiendo tres tramos de escaleras ( $45 \mathrm{ft}$ ) 20 veces al día, calculando que el trabajo requerido para elevar su energía potencial de esa manera le permitirá comer una porción extra de papas fritas de $245 \mathrm{Cal} \sin$ aumentar de peso. ¿Tiene razón al suponer esto?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
08:13

Problem 100

La combustión de metano en oxígeno puede dar tres productos diferentes que contienen carbono: hollin (partículas muy finas de grafito), $\mathrm{CO}(\mathrm{g})$ y $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$. (a) Escriba tres ecuaciones balanceadas para la reacción de metano gaseoso con oxígeno para dar estos tres productos. En cada caso, suponga que $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(I)$ es el único producto adicional. (b) Determine las entalpías estándar para las reacciones de la parte (a). (c) ¿Por qué, si hay suficiente oxígeno, $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ es el producto con contenido de carbono predominante en la combustión del metano?

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
05:57

Problem 101

A partir de los datos siguientes para tres combustibles potenciales, calcule cuál podría suministrar la mayor cantidad de energía por unidad de volumen.
(TABLE CAN'T COPY)

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
06:12

Problem 102

Los hidrocarburos acetileno $\left(\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2\right)$ y benceno $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6\right)$ tienen la misma fórmula empirica. El benceno es un hidrocarburo "aromático", inusitadamente estable a causa de su estructura. (a) Utilizando los datos del apéndice C, determine el cambio de entalpía estándar para la reacción $3 \mathrm{C}_2 \mathrm{H}_2(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6(\mathrm{l})$. (b) ¿Qué tiene mayor entalpía, 3 mol de acetileno gaseoso o $1 \mathrm{~mol}$ de benceno líquido? (c) Determine el valor energético en $\mathrm{kJ} / \mathrm{g}$ del acetileno y el benceno.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
14:02

Problem 103

A continuación se dan tres hidrocarburos comunes que contienen cuatro átomos de carbono, junto con sus entalpias estándar de formación:
(TABLE CAN'T COPY)
(a) Para cada una de estas sustancias, calcule la entalpía molar de combustión a $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)$. (b) Calcule el valor energético en $\mathrm{kJ} / \mathrm{g}$ de cada uno de estos compuestos. (c) Para cada hidrocarburo, determine el porcentaje en masa de hidrógeno. (d) Comparando sus respuestas a las partes (b) y (c), proponga una relación entre el contenido de hidrógeno y el valor energético de los hidrocarburos.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:43

Problem 104

Los dos azúcares comunes, glucosa $\left(\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_{12} \mathrm{O}_6\right)$ y sacarosa $\left(\mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}\right)$, son carbohidratos. Sus entalpias estándar de formación se dan en la tabla 5.3. Empleando estos datos, (a) calcule la entalpía molar de combustión a $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)$ para ambos azúcares; (b) calcule la entalpía de combustión por gramo de cada azúcar; (c) compare sus respuestas a la parte (b) con el valor energético medio de los carbohidratos mencionado en la Sección 5.8.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
10:26

Problem 105

Se estima que la cantidad neta de dióxido de carbono fijada por fotosintesis terrestre en la Tierra es de $5.5 \times 10^{16}$ g/año. Todo este carbono se convierte en glucosa. (a) Calcule la energía almacenada por fotosintesis terrestre cada año, en kJ. (b) Calcule la tasa media de conversión de energía solar en energia vegetal en $M W(1 W=1 \mathrm{~J} / \mathrm{s})$. Una planta nucleoeléctrica grande produce cerca de $10^3$ MW. ¿Cuántas plantas nucleares como esa se necesitarían para igualar la conversión de energía solar?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
11:53

Problem 106

$\mathrm{El}$ amoniaco, $\mathrm{NH}_3$, hierve a $-33^{\circ} \mathrm{C}$; a esta temperatura, tiene una densidad de $0.81 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$. La entalpía de formación de $\mathrm{NH}_3(\mathrm{~g})$ es de $-46.2 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$ y la entalpía de vaporización de $\mathrm{NH}_3(l)$ es de $23.2 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$. Calcule el cambio de entalpía cuando $1 \mathrm{~L}$ de $\mathrm{NH}_3$ líquido se quema en aire para producir $\mathrm{N}_2(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$. Compare esto con $\Delta H$ para la combustión completa de $1 \mathrm{~L}$ de metanol líquido, $\mathrm{CH}_3 \mathrm{OH}(l)$ [densidad a $25^{\circ} \mathrm{C}=0.792 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$ y $\Delta H_f^{\circ}=-239$ $\mathrm{kJ} / \mathrm{mol}]$.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
04:47

Problem 107

Considere la combustión de una sola molécula de $\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})$.
(a) ¿Cuánta energia, en J, se produce durante esta reacción? (b) Un fotón de rayos X típico tiene una energía de $8 \mathrm{keV}$. Compare la energía de combustión con la energía del fotón de rayos $\mathrm{X}$.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
01:46

Problem 108

Considere la disolución de $\mathrm{NaCl}$ en agua que se ilustra en la figura 4.3. Digamos que el sistema consiste en $0.1 \mathrm{~mol}$ de $\mathrm{NaCl}$ y $1 \mathrm{~L}$ de agua. Sabiendo que el $\mathrm{NaCl}$ se disuelve fácilmente en agua y que las moléculas del agua estabilizan en alto grado a los iones, como se indica en la figura, ¿podemos concluir que la disolución de $\mathrm{NaCl}$ en agua hace que baje la entalpía del sistema? Explique su res-
puesta. ¿Qué pruebas experimentales examinaría para verificar la respuesta?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
10:20

Problem 109

Considere las siguientes reacciones de oxidación-reducción en disolución acuosa no balanceadas:
$$
\begin{aligned}
\mathrm{Ag}^{+}(a c)+\mathrm{Li}(\mathrm{s}) & \longrightarrow \mathrm{Ag}(\mathrm{s})+\mathrm{Li}^{+}(a c) \\
\mathrm{Fe}(\mathrm{s})+\mathrm{Na}^{+}(a c) & \longrightarrow \mathrm{Fe}^{2+}(a c)+\mathrm{Na}(\mathrm{s}) \\
\mathrm{K}(\mathrm{s})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) & \longrightarrow \mathrm{KOH}(a c)+\mathrm{H}_2(\mathrm{~g})
\end{aligned}
$$
(a) Balancee las reacciones. (b) Utilizando datos del apéndice $\mathrm{C}$, calcule $\Delta H^{\circ}$ para cada reacción. (c) Con base en los valores que obtenga para $\Delta H^*$, cuáles de las reacciones cabe esperar que se favorezcan? ¿Cuáles cabe esperar que no se favorezcan? (d) Utilice la serie de actividad para predecir cuál de las reacciones anteriores debería ocurrir. (Sección 4.4) ¿Concuerdan estos resultados con su conclusión de la parte (c) de este problema?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
03:50

Problem 110

Considere las reacciones de neutralización ácido-base siguientes en las que interviene la base fuerte $\mathrm{NaOH}(\mathrm{ac})$ :
$$
\begin{aligned}
\mathrm{HNO}_3(a c)+\mathrm{NaOH}(a c) & \longrightarrow \mathrm{NaNO}_3(a c)+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \\
\mathrm{HCl}(a c)+\mathrm{NaOH}(a c) & \longrightarrow \mathrm{NaCl}(a c)+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l) \\
\mathrm{NH}_4^{+}(a c)+\mathrm{NaOH}(a c) & \longrightarrow \mathrm{NH}_3(a c)+\mathrm{Na}^{+}(a c)+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(l)
\end{aligned}
$$
(a) Utilizando datos del apéndice $\mathrm{C}$, calcule $\Delta H^{\circ}$ para cada una de las reacciones. (b) Como vimos en la Sección 4.3, el ácido nítrico y el ácido clorhídrico son ácidos fuertes. Escriba ecuaciones iónicas netas para la neutralización de estos ácidos. (c) Compare los valores de $\Delta H^{\circ}$ para las dos primeras reacciones. ¿Qué puede concluir? (d) En la tercera ecuación, $\mathrm{NH}_4{ }^{+}(a c)$ está actuando como ácido. Con base en el valor de $\Delta H^p$ para esta reacción, ¿cree que el ion amonio sea un ácido fuerte o débil? Explique.

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
Numerade Educator
04:49

Problem 111

Considere dos soluciones: $50.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{CuSO}_4 1.00 \mathrm{M}$ y $50.0 \mathrm{~mL}$ de $\mathrm{KOH}$ 2.00 M. Cuando estas soluciones se mezclan en un calorimetro a presión constante, se forma un precipitado y la temperatura de la mezcla aumenta de $21.5^{\circ} \mathrm{C}$ a $27.7^{\circ} \mathrm{C}$. (a) Antes del mezclado, ¿cuántos gramos de Cu están presentes en la disolución de $\mathrm{CuSO}_4$ ? (b) Prediga la identidad del precipitado. (c) Escriba ecuaciones iónicas completa y neta para la reacción que tiene lugar cuando se mezclan las dos disoluciones. (d) A partir de los datos de calorimetria, calcule $\Delta H$ para la reacción que ocurre durante el mezclado. Suponga que el calorímetro absorbe una cantidad insignificante de calor, que el volumen total de la disolución es de $100.0 \mathrm{~mL}$ y que el calor especifico y la densidad de la disolución después del mezclado son los del agua pura.

Ronald Prasad
Ronald Prasad
Numerade Educator
04:21

Problem 112

La reacción de metátesis entre $\mathrm{AgNO}_3(a c)$ y $\mathrm{NaCl}(a c)$ procede como sigue:
$$
\mathrm{AgNO}_3(a c)+\mathrm{NaCl}(a c) \longrightarrow \mathrm{NaNO}_3(a c)+\mathrm{AgCl}(s)
$$
(a) Utilizando el apéndice $\mathrm{C}$, calcule $\Delta H^v$ para la ecuación iónica neta de esta reacción. (b) ¿Qué valor esperaría que tuviera $\Delta H^{\circ}$ para la ecuación molecular global en comparación con el valor para la ecuación iónica neta? Explique. (c) Utilice los resultados de (a) y (b) junto con datos del apéndice $\mathrm{C}$ para determinar el valor de $\Delta H_f^{\circ}$ de $\mathrm{AgNO}_3(a c)$.

James Irizarry
James Irizarry
Numerade Educator
15:14

Problem 113

Una muestra de un hidrocarburo se quema totalmente en $\mathrm{O}_2(\mathrm{~g})$ para producir $21.83 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{CO}_2(\mathrm{~g}), 4.47 \mathrm{~g}$ de $\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$ y $311 \mathrm{~kJ}$ de calor. (a) Calcule la masa de la muestra de hidrocarburo que se quemó. (b) Determine la fórmula empírica del hidrocarburo. (c) Calcule el valor de $\Delta H_f^{\circ}$ por unidad de fórmula empirica del hidrocarburo. (d) ¿Cree usted que el hidrocarburo sea uno de los que aparecen en el apéndice C? Explique su respuesta.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator
18:22

Problem 114

La molécula de metano, $\mathrm{CH}_4$, tiene la geometría que se muestra en la figura 2.21. Imagine un proceso hipotético en el cual la molécula de metano se "expande" extendiendo simultáneamente los cuatro enlaces $\mathrm{C}-\mathrm{H}$ hasta el infinito. Entonces, tenemos el proceso
$$
\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g}) \longrightarrow \mathrm{C}(\mathrm{g})+4 \mathrm{H}(\mathrm{g})
$$
(a) Compare este proceso con el inverso de la reacción que representa la entalpia estándar de formación. (b) Calcule el cambio de entalpía en cada caso. ¿Cuál proceso es más endotérmico? ¿Qué explica la diferencia en los valores de $\Delta H^{\circ}$ ? (c) Suponga que $3.45 \mathrm{~g} \mathrm{de}_4(\mathrm{~g})$ reaccionan con $1.22 \mathrm{~g} \mathrm{de}_2(\mathrm{~g})$ para formar $\mathrm{CF}_4(\mathrm{~g})$ y $\mathrm{HF}(\mathrm{g})$ como únicos productos. ¿Cuál es el reactivo limitante en esta reacción? Suponiendo que la reacción se efectúa a presión constante, ¿cuánto calor se desprende?

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator

Problem 115

La simulación Entalpía de disolución (Enthalpy of Dissolution, eCapítulo 5.4) permite disolver cinco compuestos en agua. Para cada compuesto, indique si el proceso es endotérmico o exotérmico.

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02:06

Problem 116

Utilizando el $\Delta H$ calculado del Ejercicio 5.49, determine cuánto hidróxido de sodio debe disolverse en $100.0 \mathrm{~g}$ de agua para que la temperatura suba $25.0^{\circ} \mathrm{C}$. Utilice la simulación Entalpía de disolución (Enthalpy of Dissolution, eCapítulo 5.4) para verificar su respuesta.

Lottie Adams
Lottie Adams
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Problem 117

(a) ¿Cuál combinación de compuesto, masa de compuesto y masa de agua en la simulación Entalpía de disolución (Enthalpy of Dissolution, eCapítulo 5.4) produce el mayor cambio de temperatura? (b) Suponga que se usa una cantidad pesada de una sal poco soluble en un experimento de calorimetría similar a los de la simulación. Después de medir el cambio de temperatura, se descubre que no toda la sal se ha disuelto. Comente los errores que tendría el valor calculado de la entalpía molar de disolución como resultado de esta complicación.

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02:34

Problem 118

(a) Utilizando el calor de combustión dado en el Ejercicio 5.54, calcule el aumento de temperatura durante la combustión de una muestra de $450 \mathrm{mg}$ de ácido benzoico en un calorimetro con capacidad calorífica de $420 \mathrm{~J} /{ }^{\circ} \mathrm{C}$ que contiene $500 \mathrm{~g}$ de agua. Utilice la simulación Calorimetría (Calorimetry, eCapítulo 5.5) para comprobar su predicción. (b) Efectúe experimentos de calorimetría empleando los otros compuestos disponibles en la simulación. En cada caso (excluida la nitroglicerina), determine el calor molar de combustión. (c) ¿Qué compuesto tiene el calor molar de combustión más alto? (d) ¿Qué compuesto tiene el calor de combustión por gramo más alto?

Eileen Sullivan
Eileen Sullivan
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06:25

Problem 119

(a) Utilizando el calor de combustión de la sacarosa determinado en el ejercicio anterior, calcule la cantidad de calor que se desprendería al quemarse $22 \mathrm{mg}$ de sacarosa. (b) ¿Qué cambio de temperatura se observaría si la combustión se efectuara con 735 gramos de agua en un calorimetro? Use la simulación Calorimetría (Calorimetry, eCapítulo 5.5) para comprobar su respuesta.

Susan Hallstrom
Susan Hallstrom
Numerade Educator

Problem 120

Efectúe una serie de experimentos con la simulación $\mathrm{Ca}$ lorimetría (Calorimetry, eCapítulo 5.5), utilizando $500 \mathrm{~g}$ de agua en el calorimetro. Varí la cantidad de sacarosa, empleando valores de $50 \mathrm{mg}, 150 \mathrm{mg}, 250 \mathrm{mg}$ y $450 \mathrm{mg}$. (a) Grafique sus datos con mg de sacarosa en el eje $x$ y cambio de temperatura en el eje $y$. (b) ¿El cambio de temperatura es proporcional a la masa de la sacarosa quemada?

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Problem 121

Repita el experimento del ejercicio anterior con una cantidad constante de $255 \mathrm{mg}$ de sacarosa pero varíe la cantidad de agua, utilizando valores de $600 \mathrm{~g}, 700 \mathrm{~g}, 800 \mathrm{~g}$ y 900 g. (a) Una vez más, grafique sus datos con g de agua en el eje $x$ y cambio de temperatura en el eje $y$. (b) ${ }_2 \mathrm{El}$ cambio de temperatura es proporcional a la masa de agua en el calorimetro? Si su respuesta a la parte (b) es diferente de su respuesta a la parte (b) del ejercicio anterior, explique por qué es así.

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Problem 122

La entalpía de combustión de la nitroglicerina es de - $1541 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}$ (a) Utilizando este dato y los datos de experimentos efectuados en la simulación Calorimetría (Calorimetry, eCapitulo 5.5), determine la masa molar de la nitroglicerina. (b) Explique cómo se vería afectada su respuesta a la parte (a) si no se usara un calorímetro bien aislado.

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Problem 123

Compare los vídeos Termita y Formación de agua (Thermite and Formation of Water, eCapítulo 5.7). (a) Use la información proporcionada para calcular $\Delta H^{\circ}$ para la formación de agua y compárelo con el $\Delta H^{\circ}$ calculado para la reacción de termita en el ejercicio 5.69. (b) Comente la aparente relación entre la naturaleza de una reacción y la magnitud de su $\Delta H^{\circ}$.

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