Page 301 - Quimica - Undécima Edición

Preguntas y problemas 271

6.120 A partir de la entalpía de formación del CO 2 y de la 6.127 Después de una comida, el anfi trión realizó el siguiente
siguiente información, calcule la entalpía estándar de truco. Primero, apagó de un soplido una de las velas
formación del monóxido de carbono (CO). encendidas. Luego acercó rápidamente un cerillo
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CO(g) 1 O 2 (g) ¡ CO 2 (g) encendido aproximadamente a 1 pulgada por encima de
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¢H° 52283.0 kJ/mol la mecha. Para sorpresa de todos, la vela se volvió a
¿Por qué no es posible obtenerlo directamente, midien- encender. Explique cómo pudo el anfi trión hacer esto
do la entalpía de la siguiente reacción? sin tocar la mecha.
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C(grafito)1 O 2 (g) ¡ CO(g)
2
6.121 Una persona que pesa 46 kg bebe aproximadamente
500 g de leche, que tiene un valor “calórico” aproxima-
do de 3.0 kJ/g. Si sólo 17% de la energía de la leche se
convierte en trabajo mecánico, ¿hasta qué altura (en
metros) podrá subir dicha persona, basándose en esta
cantidad de energía? [Sugerencia: El trabajo realizado
durante el ascenso está dado por mgh, donde m es la
masa (en kilogramos), g es la aceleración gravitacional
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(9.8 m/s ) y h es la altura (en metros).]
6.122 La altura de las cataratas del Niágara, hacia el lado de
Estados Unidos, es de 51 metros. a) Calcule la energía 6.128 ¿Cuánto calor se necesita para descomponer 89.7 g de
potencial de 1.0 g de agua en la parte alta de las catara- NH 4 Cl? (Sugerencia: Usted puede usar los valores
tas en relación con el nivel del piso. b) ¿Cuál es la velo- de entalpía de formación a 258C para su cálculo).
cidad de caída del agua si toda la energía potencial se 6.129 Una compañía de gas de Massachusetts cobra 1.30
convierte en energía cinética? c) ¿Cuál sería el aumento dólares por 15 pies de gas natural (CH 4 ) medido a
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en la temperatura del agua si toda la energía cinética se 208C y 1.0 atm. Calcule el costo de calentar 200 mL de
transformara en calor? (Consulte el problema 6.121 agua (sufi ciente para preparar una taza de café o té)
para recabar algunos de los datos necesarios.) desde 208C hasta 1008C. Suponga que sólo 50% del
6.123 En el siglo xix, dos científi cos llamados Dulong y Petit calor generado por la combustión se utiliza para calen-
observaron que para un elemento sólido, el producto de tar el agua, el resto se pierde en los alrededores.
su masa molar por su calor específi co es aproximada-
6.130 Calcule la energía interna de un pequeño dirigible
mente de 25 J/°C. Esta observación, actualmente cono- Goodyear lleno con helio gaseoso a 1.2 3 10 Pa. El
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cida como ley de Dulong y Petit, se utilizó para calcular 3 3
volumen del dirigible es de 5.5 3 10 m . Si toda la
el calor específi co de los metales. Verifi que la ley para energía se utiliza para calentar 10.0 toneladas de cobre
los metales que se encuentran en la tabla 6.2. La ley no
a 218C, calcule la temperatura fi nal del metal. (Suge-
se cumple para uno de los metales. ¿De cuál se trata? rencia: Vea la sección 5.7 para calcular la energía inter-
¿Por qué? 5
na de un gas. 1 ton 5 9.072 3 10 g.)
6.124 Determine la entalpía estándar de formación del etanol
6.131 En general, las reacciones de descomposición son
(C 2 H 5 OH) a partir de su entalpía estándar de combus-
tión (21 367.4 kJ/mol). endotérmicas, en tanto que las reacciones de combina-
ción son exotérmicas. Proporcione una explicación
6.125 El acetileno (C 2 H 2 ) y el benceno (C 6 H 6 ) tienen la mis-
cualitativa para estas tendencias.
ma fórmula empírica. De hecho, es posible obtener
benceno a partir de acetileno, como sigue: 6.132 El acetileno (C 2 H 2 ) se puede obtener por la reacción de
carburo de calcio (CaC 2 ) con agua. a) Escriba una ecua-
3C 2 H 2 (g) ¡ C 6 H 6 (l)
ción para la reacción. b) ¿Cuál es la cantidad máxima
Las entalpías de combustión para C 2 H 2 y C 6 H 6 son de de calor (en joules) que se obtiene por la combustión de
21 299.4 kJ/mol y 23 267.4 kJ/mol, respectivamente.
acetileno, empezando con 74.6 g de CaC 2 ?
Calcule la entalpía estándar de formación de C 2 H 2 y de
C 6 H 6 y, con estos valores, el cambio de entalpía para la 6.133 La temperatura promedio en los desiertos es alta duran-
te el día pero muy baja durante la noche, en tanto que en
formación de C 6 H 6 a partir de C 2 H 2 .
regiones a lo largo de la línea costera es más moderada.
6.126 Se coloca un cubo de hielo a 0°C en un vaso desechable
Explique.
de espuma de poliestireno, que contiene 361 g de un
refresco a 238C. El calor específi co del refresco es 6.134 Cuando se quema 1.034 g de naftaleno (C 10 H 8 ) en una
bomba calorimétrica a volumen constante a 298 K, se
aproximadamente el mismo que el del agua. Después
de que el hielo y el refresco alcanzan una temperatura liberan 41.56 kJ de calor. Calcule DE y DH para la reac-
ción sobre una base molar.
de equilibrio de 08C, permanece un poco de hielo.
Determine la masa de hielo que se fundió. Ignore la 6.135 Desde un punto de vista termoquímico, explique por
capacidad calorífi ca del vaso desechable. (Sugerencia: qué un extintor de dióxido de carbono o agua no se
Se necesitan 334 J para fundir 1 g de hielo a 08C.) debe utilizar en un incendio con magnesio.