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264 CAPÍTULO 6 Termoquímica

Preguntas y problemas

Defi niciones el sistema y los alrededores? De producirse, ¿en qué
Preguntas de repaso dirección? c) ¿Cuál es la DE del gas para este proceso?
6.14 Considere estos cambios
6.1 Defi na los términos: sistema, alrededores, sistema
a) Hg(l) ¡ Hg(g)
abierto, sistema cerrado, sistema aislado, energía térmi-
ca, energía química, energía potencial, energía cinética, b) 3O 2 (g) ¡ 2O 3 (g)
ley de la conservación de la energía. c) CuSO 4 ? 5H 2 O(s) ¡ CuSO 4 (s) 1 5H 2 O(g)
6.2 ¿Qué es calor? ¿Difi ere el calor de la energía térmica? d) H 2 (g) 1 F 2 (g) ¡ 2HF(g)
¿En qué condiciones el calor se transfi ere de un sistema A presión constante, ¿en cuáles de las reacciones el
a otro? sistema realiza un trabajo sobre sus alrededores? ¿En
6.3 ¿Cuáles son las unidades de energía que comúnmente cuáles lo realizan los alrededores sobre el sistema? ¿En
se emplean en química? cuáles no se realiza trabajo?
6.4 Un camión que viaja a 60 kilómetros por hora se detie- Problemas
ne por completo ante una señal de tránsito. ¿Este cam-
bio en la velocidad viola la ley de la conservación de la 6.15 Una muestra de nitrógeno gaseoso expande su volumen
energía? Explique. de 1.6 L a 5.4 L a temperatura constante. Calcule el
6.5 Éstas son distintas formas de energía: química, calorífi - trabajo realizado en joules si el gas se expande: a) con-
ca, luminosa, mecánica y eléctrica. Sugiera formas de tra el vacío, b) contra una presión constante de 0.80 atm
interconvertir estas formas en energía. y c) contra una presión constante de 3.7 atm.
6.6 Describa la conversión de energía que ocurre en los 6.16 Un gas expande su volumen de 26.7 mL a 89.3 mL a
siguientes procesos: a) Lanzar una pelota al aire y atra- temperatura constante. Calcule el trabajo realizado (en
parla. b) Encender una linterna. c) Subir una montaña y joules) si el gas se expande: a) contra el vacío, b) contra
bajarla esquiando. d) Encender un cerillo y dejarlo que- una presión constante de 1.5 atm y c) contra una pre-
marse. sión constante de 2.8 atm.
6.17 Un gas se expande y realiza un trabajo P-V sobre los
Cambios de energía en las reacciones químicas alrededores igual a 325 J. Al mismo tiempo, absorbe
Preguntas de repaso 127 J de calor de los alrededores. Calcule el cambio de
energía del gas.
6.7 Defi na los términos: termoquímica, proceso exotérmi-
co, proceso endotérmico. 6.18 El trabajo realizado para comprimir un gas es de 74 J.
Como resultado, se liberan 26 J de calor hacia los alre-
6.8 La estequiometría se basa en la ley de la conservación dedores. Calcule el cambio de energía del gas.
de la masa. ¿En cuál ley se basa la termoquímica?
6.19 Calcule el trabajo realizado cuando se disuelven 50.0 g
6.9 Describa dos procesos exotérmicos y dos endotérmi- de estaño en un exceso de ácido a 1.00 atm y 25°C:
cos.
6.10 Las reacciones de descomposición por lo general son 1 21
endotérmicas, en tanto que las reacciones de combina- Sn(s) 1 2H (ac) ¡ Sn (ac) 1 H 2 (g)
ción comúnmente son exotérmicas. Proporcione una
explicación cualitativa de estas tendencias. Suponga un comportamiento de gas ideal.
6.20 Calcule el trabajo realizado, en joules, cuando se eva-
Primera ley de la termodinámica pora 1.0 mol de agua a 1.0 atm y 1008C. Suponga que
Preguntas de repaso el volumen del agua líquida es despreciable comparado
con el volumen del vapor a 1008C. Suponga un compor-
6.11 ¿En qué ley se basa la primera ley de la termodinámica?
Proporcione una explicación en relación con la conven- tamiento de gas ideal.
ción de los signos para la ecuación DE 5 q 1 w.
Entalpía de las reacciones químicas
6.12 Explique el signifi cado de función de estado. Propor- Preguntas de repaso
cione dos ejemplos de cantidades que sean funciones de
estado y dos que no lo sean. 6.21 Defi na los siguientes términos: entalpía, entalpía de
6.13 La energía interna de un gas ideal sólo depende de su reacción. ¿En qué circunstancia el calor de una reac-
temperatura. Analice el siguiente proceso de acuerdo ción es igual al cambio de entalpía de la misma reac-
con la primera ley. Se deja que una muestra de un gas ción?
ideal se expanda a temperatura constante, contra la pre- 6.22 Al escribir las ecuaciones termoquímicas, ¿por qué es
sión atmosférica. a) ¿El gas realiza un trabajo sobre sus importante indicar el estado físico (es decir, gaseoso,
alrededores? b) ¿Se produce intercambio de calor entre líquido, sólido o acuoso) de cada sustancia?