5.10.- Ejercicios y cuestiones

 

276.-

Determinar la entalpía de formación del ácido acético a partir de las siguientes datos:

  1. C(s) + O2 (g)      à    CO2 (g)               DH = ‑91'1 Kcal/mol

  2. H2 (g) + 1/2 O2 (g)    à      H2O (l)       DH = ‑68'3 Kcal/mol

  3. CH3COOH (l) + 2 O2 (g)    à  2 CO2 (g) + 2 H2O(l)    DH = ‑208 Kcal/mol

Solución

 

 

277.-

Hallar el calor de formación del n‑butano (C4H10) sabiendo que su calor de combustión es de ‑687'98 Kcal/mol, que el calor de formación del CO2 es de ‑94'05 Kcal/mol y que el calor de formación del agua es de ‑68'32 Kcal/mol.

Solución

 

 

278.-

Calcular la entalpía de la reacción de disociación del PCl5 en PCl3 y Cl2 sabiendo que:

DHf (PCl5) = ‑95'35 Kcal/mol;    y       DHf(PCl3) = ‑73'22 Kcal/mol

Solución

 

 

279.-

Determinar el calor de formación del monóxido de carbono conociendo las entalpías a 25ºC de los siguientes procesos:

  1. C(s) + O2 (g)                à        CO2 (g)                     DH = ‑94’05 Kcal/mol

  2. CO (g) +1/2 O2 (g)     à        CO (g)                       DH = ‑67'63 Kcal/mol

Solución

 

 

280.-

El calor de formación del NO2 (g) a 25ºC es DH = 8'O9 Kcal/mol. Por otra parte, el calor de formación del N2O4 (g) a 25ºC, es DH = 2'31 Kcal/mol. Calcular la entalpía de reacción para la disociación del N2O4 en NO2

Solución

 

 

281.-

La entalpía de formación del metanol (CH3OH) en estado líquido es de ‑57'02 Kcal/mol. Si el metanol queda en estado vapor, la entalpía de formación es entonces ‑48'08 Kcal/mol. Con estos datos, calcular la entalpía de vaporización del metanol.

Solución

 

 

282.-

El etanol (CH3CH2OH) puede ser oxidado en atmósfera de oxígeno para dar ácido acético (CH3COOH) y agua. Calcular la entalpía de dicha reacción sabiendo que en la combustión de 10 gr de etanol se desprenden 71'3 Kcal, mientras que en la combustión de 10 gr de ácido acético se desprenden 34'7 Kcal.

Solución

 

 

283.-

Determinar la entalpía de reacción del siguiente proceso:

2 NO (g) + O2 (g)   à  2 NO (g)

Datos:       -   Entalpía de formación del NO (g)  = ‑21'6 Kcal/mol

                  -   Entalpía de formación del NO2 (g) = ‑ 8'03 Kcal/mol    

Solución

 

 

284.-

Calcular la entalpía de formación molar del Ca(OH)2 a partir de los siguientes datos:

  1. H2(g) + 1/2 O2 (g)    à        H2O (l)                   DH = ‑68'3 Kcal/mol H2O

  2. CaO (s) + H2O (l)   à        Ca(OH)2 (s)            DH = ‑15'3 Kcal/mol Ca(OH)2

  3. Ca (s) +1/2 O2(g)    à        CaO (s)                   DH = ‑151'8 Kcal/mol CaO

Solución

 

 

285.-

Calcular la entalpía de formación del AlCl3 sólido a partir de los siguientes datos:

  1. Al (s) + 3 HCl (ac)  à     AlCl3 (ac) + 3/2 H2 (g)            DH = ‑127'0 Kcal/mol

  2. H2 (g) + Cl2 (g)       à      2 HCl (g)                                   DH = ‑ 44'0 Kcal/mol

  3. HCl (g) + agua        à        HCl (ac)                                  DH = ‑ 17'5 Kcal/mol

  4. AlCl3 (s) + agua     à        AlCl3 (ac)                                DH = ‑ 77'9 Kcal/mol

Solución

 

 

286.-

Hallar el calor de vaporización del amoniaco sabiendo que su calor de formación es de 11'0 Kcal/mol cuando queda en estado gaseoso y de ‑16'07 Kcal/mol cuando queda en estado líquido.

Solución

 

 

287.-

En una serie de experiencias se determina que el n‑octano posee un calor de formación de 60'3 Kcal/mol, que este parámetro para el CO2 vale 94'0 Kcal/mol y para el vapor de agua 57'8 Kcal/mol.
Determinar la entalpía de combustión de un mol de dicho hidrocarburo y el volumen de O2 necesario para dicha combustión medido en condiciones normales.

Solución

 

 

288.-

En una aluminotermia, se trata el óxido férrico con aluminio para obtener hierro metálico puro y el óxido de aluminio correspondiente. Calcular el calor desprendido en dicha reacción a partir de los siguientes datos:

  1. 2 Al (s) + 3/2 O2 (g)    à        Al2O3 (s)                    DH = ‑399 Kcal

  2. 2 Fe (s) + 3/2 O2 (g)    à        Fe2O3 (s)                    DH = ‑192 Kcal

Solución

 

 

289.-

Cuando un mol de HCN (ac) se neutraliza según la reacción:

HCN (ac) + OH (ac) à        H2O (l) + CN (ac)      DH= ‑2'9 Kcal/mol

calcular la entalpía de disociación del ácido cianhídrico sabiendo que:

H+ (ac) + OH (ac)    à        H2O (l)                   DH = ‑13'7 Kcal/mol

Solución

 

 

290.-

Sabiendo que la variación de entalpía de formación del sulfito de bario es de ‑282'6 Kcal/mol y que para el sulfato de bario es de ‑350'2 Kcal/mol, calcular la variación de entalpía de la reacción:

BaSO3 (s) + 1/2 O2 (g)            à        BaSO4 (s)

Solución

 

 

291.-

La DHf del acetileno (C2H2) es de 53'9 Kcal/mol y la del benceno (C6H6) en estado gaseoso 19'1 Kcal/mol. Calcula la entalpía de la polimerización del acetileno en benceno:

3 C2H2 (g)       à        C6H6 (g)

Solución

 

 

292.-

Calcular la entalpía de la reacción:

ZnO (s) + CO (g)        à        Zn (s) + CO2 (g)

sabiendo que:

  1. variación de entalpía de formación del óxido de cinc sólido = ‑ 83 Kcal/mol

  2. variación de entalpía de sublimación del Zn = 32 Kcal/mol

  3. variación de entalpía de combustión del CO = ‑ 68 Kcal/mol

Solución

 

 

293.-

Dados los siguientes datos:

  1. variación de entalpía de combustión del C2H6 gaseoso       = ‑ 378'8 Kcal/mol

  2. variación de entalpía de combustión del hidrógeno             = ‑ 68'3 Kcal/mol

  3. variación de entalpía de formación del C2H6 gaseoso         = ‑ 20'2 Kcal/mol

  4. variación de entalpía de formación del C2H4 gaseoso         = + 12'4 Kcal/mol

calcular:

  1. variación de la entalpía de la reacción de hidrogenación del eteno para dar etano.

  2. variación de la entalpía de combustión del eteno gaseoso.

Solución

 

           

294.-

¿Qué cantidad de calor hay que suministrar a una Tn de piedra caliza de una riqueza del 80% en carbonato cálcico para descomponerlo totalmente en cal (CaO) y dióxido de carbono?. El rendimiento de la reacción es del 75% en cuanto al aprovechamiento de la energía.

DATOS:

  1. DH de formación del CaCO3 (s)    = ‑289 Kcal/mol

  2. DH de formación del CaO (s)         = ‑152 Kcal/mol

  3. DH de formación del CO2 (g)         = ‑ 94 Kcal/mol

Solución

 

 

295.-

Dadas las siguientes reacciones:

  1. I2 (g) + H2 (g) à        2 HI (g)                       DH = ‑  0'8 Kcal

  2. I2 (s) + H2 (g)   à        2 HI (g)                     DH = + 12'0 Kcal

  3. I2 (g) + H2 (g)  à        2 HI (ac)                    DH = ‑ 26'8 Kcal

calcular:

  1. El calor de sublimación del I2.

  2. El calor de disolución del HI.

  3. Las calorías que habrá que aportar para disociar en sus componentes el HI contenido, a 25 °C, en un matraz de 750 cc. a la presión de 800 mmHg.

 

Solución

 

 

296.-

Hallar la entalpía de la reacción:

CaC2 (s) + 2 H2O (l)      à     Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g)

DATOS:

  1. DH de formación del CO2 (g) = ‑ 393'505 KJ/mol

  2. DH de formación del H2O (l) = ‑ 285'851 KJ/mol

  3. DH de formación del CaC2 (s) = ‑ 58'994 KJ/mol

  4. DH de formación del Ca(OH)2 (s) = ‑ 986'587 KJ/mol

  5. DH de combustión del C2H2 (g) = ‑ 1299'590 KJ/mol

Solución

 

 

297.-

Determinar la entalpía de formación del ácido nitroso disuelto en agua HNO2 (ac), a partir de los siguientes datos:

  1. NH4NO2 (ac)    à N2 (g) + H2O (l)              DH = ‑76'5 Kcal/mol

  2. NH3 (ac) + HNO2 (ac)   à    NH4NO2 (ac)  DH = ‑ 9'0 Kcal/mol

  3. 2 NH3 (ac)   à        N2 (g) + 3 H2 (g)            DH = ‑40'6 Kcal/mol

  4. variación de entalpía de formación del H2O (l) = ‑68'3 Kcal/mol

Solución

 

 

298.-

Cuando se prepara ácido nítrico a partir de nitrato potásico tienen lugar simultáneamente las siguientes reacciones:

KNO3 (s) + H2SO4 (l) à        KHSO4 (s) + HNO3 (g)

2 KNO3 (s) + H2SO4 (l)          à        K2SO4 (s) + 2 HNO3 (g)

Calcular el calor necesario para la producción de 1 Kg de ácido nítrico, sabiendo que el 80% del ácido se produce según la primera reacción.

DATOS:

  1. DH de formación del KNO3 (s)       = ‑ 119'50 Kcal/mol

  2. DH de formación del H2SO4 (l)       = ‑ 192'19 Kcal/mol

  3. DH de formación del HNO3 (g)       = ‑  34'40 Kcal/mol

  4. DH de formación del KHSO4 (s)     = ‑ 274'00 Kcal/mol

  5. DH de formación del K2SO4 (s)      = ‑ 340'60 Kcal/mol

 

Solución

 

 

299.-

Explica cuáles de los siguientes procesos serán exotérmicos y cuáles endotérmicos:

  1. NaCl (s) à NaCl (l);

  2. H2O(l) àH2O (g);

  3. H2O (l) à H2O (s)

  4. C (graf) à C (g);    

  5. Pb (l) à Pb (s);

  6. He (l) à He (g);

 ¿Qué tipo de enlace se rompe o se forma (total o parcialmente) en cada caso?

Solución

 

.

300.-

Sabiendo que: 

NaOH(aq) + HCl(aq) à NaCl(aq) + H2O(l)        DHº = -13,5 Kcal.

Calcula:

  1. el calor desprendido cuando reaccionan 100 ml de NaOH 0,5 M con 100 ml de HCl 0,5 M;

  2. el incremento de temperatura que experimentará la disolución resultante, suponiendo que absorbe todo el calor desprendido en la reacción y que su calor específico y densidad son igual que los del agua pura (1 cal/g.ºC y 1 g/mL)

Solución

 

 

301.-

Cuando se forma 1 mol de HI (g) a partir de H2 (g) y I2 (g), estando reactivos y producto a 25 ºC y 1 atm, se desprenden 26,3 kJ. Deduce el valor de DHº para las siguientes reacciones:

a) H2 (g) + I2 (g) à 2 HI (g)                     b) 2 HI(g) à H2 (g) + I2 (g)

Solución

 

           

302.-

Calcula DH° para la reacción  C(grafito) àC (diamante)  a partir de los siguientes datos:

  1. C(graf) + O2 (g) à CO2 (g)                           DH° = -393 kJ

  2. C(diam) + O2 (g) à CO2 (g)                          DH° = -395 kJ

Solución

 

 

303.-

Determina la variación de entalpía DHº para la reacción de formación del etano (C2H6) gas a partir de sus elementos (H2 gas y C grafito) con los siguientes datos:

  1. C (grafito) + O2 (g) à  CO2 (g)                              DHº = -395 kJ

  2. H2 (g) + 1/2 O2 (g) à  H2O(g)                                DHº = -242 kJ

  3. C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) à  2 CO2 (g) + 3 H2O (g)   DHº = -1425 kJ

Solución

 

 

304.-

Con los siguientes datos:

  1. B2H6 (g) + 3 O2 (g) àB2O3 (s) + 3 H2O (g)      DHº = -1939 kJ

  2. 4 B(s) +    3 O2 (g) à2 B2O3 (s)                         DHº = -1182 kJ

  3. H2 (g) + 1/2 O2 (g) à H2O (l)                             DHº =  -286 kJ

  4. H2O (l) à H2O (g)                                               DHº =  +41 kJ

Calcula DHº para la reacción de formación del diborano (B2H6) gas a partir de los elementos que lo forman (B sólido y H2 gas).

Solución

 

 

305.-

  1. Calcula la entalpía estándar de formación del ozono (O3) gas, sabiendo:
                   
    3 O2 (g) à2 O3 (g)                 DH° = +68 kcal

  2. ¿Alguno de los siguientes DHº es la entalpía estándar de formación del agua líquida?:

    1.  H+ (aq) + OH- (aq) à H2O (l)               DHº = -13,6 kcal

    2. 2 H2 (g) + O2 (g) à2 H2O (l)                 DHº = -136,6 kcal

Solución

 

                      

306.-

Calcula la entalpía de combustión del amoníaco en cada uno de los siguientes casos:

  1. los productos de la reacción son N2 (g) y H2O (g)       

  2. los productos de la reacción son NO (g) y H2O (g)

Datos:

  • DHº de formación del  NH3 (g) = - 46,14 kJ/mol;

  • DHº de formación del NO (g) = 90,29 kJ/mol;

  • DHº de formación del H2O (g) = -223,67 kJ/mol

Solución

 

 

307.-

Cuando un mol de metanol se quema según la ecuación:

CH3OH(l) + 3/2 O2 (g) àCO2 (g) + 2 H2O (l)  

se desprenden 726 kJ. Calcula:

  1. La entalpía estándar de formación del metanol (l);

  2. La entalpía estándar de formación del metanol (g) sabiendo que la entalpía de vaporización es 35 kJ/mol.

Datos: Entalpías estándar de formación: CO2(g)= -393.13 kJ/mol; H2O(l)= -286 kJ/mol

Solución

 

 

308.-

Calcula la entalpía de hidrogenación del etileno (C2H4) a partir de los siguientes datos:

  1. C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) à2 CO2 (g) + 3 H2O (l)     DH = -1559 kJ

  2. C2H4 (g) + 3 O2 (g) à2 CO2 (g) + 2 H2O (l)        DH = -1410 kJ

  3. Entalpías estándar de formación (kJ/mol):   CO2 (g) = -393.13 ; H2O (l) = -286

Solución

 

 

309.-

La hidracina (N2H4) y el peróxido de hidrógeno (H2O2) arden por contacto. La reacción que tiene lugar es: 

N2H4 (l) + 2 H2O2 (l) à N2 (g) + 4 H2O (g)

¿Cuál  es el calor de reacción?.

Datos: entalpías estándar de formación en kcal/mol:  N2H4(l)= 12;  
H2O2 (l)= -45  y
   H2O (g): -57,8.

Solución

 

 

310.-

Un método que permite utilizar la energía solar para la calefacción es el siguiente: sulfato sódico decahidratado (Na2SO4.10H2O) se sitúa en un depósito cerrado en el tejado de la casa. Durante el día (cuando la temperatura es alta) se produce la reacción:

Na2SO4.10H2O (s) à Na2SO4 (s) + 10 H2O (l)

Durante la noche (cuando la temperatura baja) se produce la reacción opuesta y se vuelve a formar el sulfato decahidratado. El calor liberado durante la noche se introduce en la casa mediante un sistema de ventiladores. ¿Qué cantidad de calor introduciría en la casa una carga de 322 kg de Na2SO4.10H2O.

Datos: entalpías de formación estandar en kcal/mol:
Na2SO4.10
H2O (s): -1033,5;   Na2SO4 (s): -331;    H2O (l): -68,3.

Solución

 

                                                                                

311.-

El metanol es un combustible potencial del futuro. Se obtiene industrialmente a presiones elevadas, a unos 298 K en presencia de un catalizador. Calcular la entalpía correspondiente a la obtención de 1 g de metanol según la reacción:

2 H2 (g) + CO(g) à CH3OH(l).

Datos:

  1. Combustión del metanol a dióxido de carbono y agua líquida
    DH =-726,6  kJ/mol.

  2. Formación de dióxido de carbono          DH = -393,5 kJ/mol;

  3. Formación de monóxido de carbono      DH = -110,5 kJ/mol;

  4. Formación de agua líquida                     DH = -285,5 kJ/mol.

Solución

 

 

312.-

A partir de los datos siguientes a 25 ºC, calcular la entalpía de combustión del etano y el calor desprendido en la combustión de 1 m3 de etano en condiciones normales:

  1. Hidrogenación del eteno DH = -137,10 kJ/mol

  2. Combustión del eteno DH = -1411 kJ/mol.

  3. Formación de agua DH = -285,5 kJ/mol.

Solución

 

 

313.-

La entalpía de combustión del n-butano (g) para dar dióxido de carbono (g) y agua (líquida) a 25 ºC es de -688 kcal/mol. Las entalpías de formación de estas dos últimas sustancias, en las mismas condiciones, es de -94 y -68,3 kcal/mol, respectivamente. Calcule la entalpía de formación del n-butano (g).

Solución

 

 

314.-

Describa una experiencia para determinar el calor de neutralización del HCl por el NaOH. Si en esta experiencia, en vez de utilizar una disolución de HCl se utilizase una disolución de HNO3 de concentración análoga, ¿hubiera obtenido un valor muy semejante o muy diferente para el calor de neutralización? Razone su respuesta.

Solución

 

                         

315.-

Se dan los siguientes datos de combustión a 298 K y 1 atm.:

  1. C(graf) + O2 (g) àCO2 (g)                                   DHº = -94 kcal

  2. H2 (g) + 1/2 O2 (g) àH2O (g)                               DHº = -68 kcal

  3. C6H6 (l) + 15/2 O2 (g) à3 H2O (g) + 6 CO2(g)   DHº = -781 kcal

Calcular el calor de formación del benceno:

6 C(graf) + 3 H2(g) à C6H6 (l)

Solución

 

 

316.-

Las entalpías de formación del H2O (g) y del CO(g) son, respectivamente, (en condiciones estándar) -57,8 y -28,6 kcal/mol. Hallar la entalpía de reacción del carbono con el vapor de agua para formar CO y H2 y determinar si dicha reacción es endotérmica o exotérmica.

Solución

 

 

317.-

Calcular el calor de reacción del etanol (líquido) con oxígeno, con formación de ácido acético (líquido) y agua líquida, sabiendo que en la combustión de 1g de alcohol y 1 g de ácido acético en las condiciones estándar se desprenden 7.130 cal y 3.466 cal, quedando el agua formada en estado líquido. 

Solución

 

 

318.-

El calor de formación del gas butano (C4H10) a partir de sus elementos es -29,8 kcal/mol, mientras que los calores de formación del dióxido de carbono y vapor de agua son, respectivamente, -94 y -57,8 kcal/mol. Escribir y ajustar la reacción de combustión del butano y calcular las kcal que podrá  suministrar una bombona de butano con 4 kg de butano.  

Solución

 

 

319.-

La entalpía de formación del CO se ha de determinar indirectamente, pues durante la combustión del carbono siempre se producen mezclas de CO y CO2. Se sabe que la entalpía de formación del CO2 es -94,05 kcal/mol y que la entalpía de reacción del proceso:

CO(g) + 1/2 O2 (g) = CO2 (g)

vale -67,64 kcal. Calcular la entalpía de formación del monóxido de carbono y definir qué se entiende por entalpía de formación.

Solución

 

 

320.-

El calor desprendido en la reacción de combustión del acetileno, con formación de CO2 (g) y H2O (l) es de 317,7 kcal/mol a 25 ºC. La entalpía de formación del agua líquida en condiciones estándar es de -68,32 kcal/mol, y la correspondiente al CO2 en condiciones estándar, -94,1 kcal/mol.

  1. Escribir la ecuación que representa la combustión del acetileno.

  2. Calcula la entalpía de formación en condiciones estándar del acetileno y califica la reacción de formación del acetileno como endotérmica o exotérmica.

Solución

 

 

321.-

Si suponemos que la gasolina es octano:
  1. calcular el volumen de aire medido a 25°C y una atmósfera que se necesita para quemar un tanque de gasolina (75 L).

  2. Si la entalpía de combustión del C es     DHº = -393,5 kJ/mol ;
    la entalpía de combustión del H2 es  
    DHº = -285,8 kJ/mol ;
    y la entalpía de formación del octano es  
    DHº =  249,8   kJ/mol
    Calcular el calor desprendido al quemar un tanque de gasolina.

Datos: contenido de oxígeno en el aire: 21% molar.
Densidad del octano: 0,8 gr/ml

Solución

 

 

322.-

El metanol ha sido propuesto como un sustituto de la gasolina en los motores de los automóviles. Calcular el volumen de metanol que por combustión proporciona el mismo cambio de entalpía que 1 litro de gasolina.

Datos:

  1. Entalpía de combustión del carbono            DHº = -393,51 kJ/mol

  2. Entalpía de combustión del hidrógeno         DHº = -285,83 kJ/mol

  3. Entalpía de formación del metanol               DHº = -238,66 kJ/mol

  4. Entalpía de combustión de un litro de gasolina   DHº = -32.640 kJ.

  5. Densidad del metanol d = 0,79 gr/ml

Solución

 

             

323.-

En un experimento de laboratorio se determina el calor de reacción entre una disolución de HCl y una disolución de NaOH. a) Describir brevemente el experimento. b) Definir la entalpía de neutralización ¿Cómo se relaciona esta magnitud con los datos obtenidos en el laboratorio?.

Solución

 

                                                                      

324.-

  1. Cuando se calienta el carbonato de calcio, se descompone dando óxido de calcio y dióxido de carbono. Calcular la entalpía de la reacción.

  2. Calcule el volumen de butano líquido (densidad = 0,8 gr/ml) que hay que quemar en un horno para conseguir el calor necesario para descomponer 100 kg de roca caliza con un contenido de 82% de carbonato de calcio. (En la combustión del butano se forman dióxido de carbono y vapor de agua).

Datos:

  • DHº de formación del Carbonato de calcio (s) = -1206,90 kJ/mol;

  • DHº de formación del óxido de calcio (s) = -635,09 kJ/mol;

  • DHº de formación del dióxido de carbono (g) = -393,91 kJ/mol;

  • DHº de formación del butano (l) = -146,14 kJ/mol,

  • DHº de formación del agua (g) = -241,82 kJ/mol

Solución

 

 

325.-

En la combustión de 3,05 g de etanol (C2H5OH (l)) a 25oC se desprenden 90,45 kJ. En la combustión de 3,05 g de etanal (C2H4O (l)) se desprenden 80,90 kJ.

  1. Calcular la entalpía de formación del etanol a la misma temperatura.

  2. La oxidación parcial del etanol con oxígeno produce etanal y agua. Calcula la entalpía de esta reacción.

Datos:
DHºf (dióxido de carbono (g)) = -393,51 KJ/mol;
Df (agua (l)) = -285,83 KJ/mol;
 

Solución

 

 

326.-

A partir de los datos de energías medias de enlace, calcula la variación de entalpía de formación del amoniaco gaseoso y compárala con su valor real que es de  -46,2 KJ/mol

Solución

 

 

327.-

A partir de las energías medias de enlace, calcula la entalpía de la reacción de hidrogenación del acetileno (CH2 = CH2) para formar etano (CH3 – CH3).

Solución

 

 

328.-

A partir de las energías medias de enlace, haz una estimación de la variación de entalpía de la reacción de combustión del etano.

Solución

 

 

329.-

 Haz una estimación de la entalpía de combustión del butano (g) empleando los datos de las energías medias de enlace.

Solución