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• Milene Cardenas Castro

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ESQUEMA DE LAS ETAPAS DE LA REACCION

ZnO(S) + C(S)

ZnO(g) + CO(g) ΔH4

1193 K

1193 K (B)

ΔH3

ΔH2

(A) ZnO(s) + C(s)

ZnO(s) + CO (g)

298 K

298 K

Calculo de ΔH(1) :

ZnO(s) +

C(s)

Zn(s)

0

0

-348.28

+

CO(g) -110.53 Kj

ΔH1= (-110.53) – (-348.28) = -110.53 +348.28 =237.75kJ = 2377500 J Calculo de ΔH2 en le parte del zinc: Paso (a): Zn (s, 298 K)

Zn (s, 693 K)

27.6 J K-1 mol -1 (693 – 298) K Paso (b): Zn (s, 693 K)

Zn (l, 693 K)

= calor latente de fusion Paso (c): Zn (l, 693 K)

= 6610J/mol

Zn (l, 1193K)

41.8 J K-1 mol-1 (1193 – 693) K Paso (d): Zn (l, 1193 K)

= 10902 J/mol

= 20900J/mol

Zn (g, 1193 K)

= calor latente de vaporización Suma de los cuatro pasos: (a), (b), (c), (d)

= 130100 J/mol = 168510J/mol

1193 𝐾

∫ 298𝐾

(27.2 + 0.0042 𝑇 )𝑑𝑇 = 27.2(1193 − 298) +

0.0042 (1193 − 298) 2

= ( 27.2 𝑥 895) + (21 𝑥 10−4 )(142.32 − 8.88)104 = 24344 + (21 𝑥 133.44) = 24344 + 2802 = 27150 𝐽/𝑚𝑜𝑙

Valor total de ΔH2 = ΔHZn + ΔHCO = 169510 + 27150 = 195660 J Calculo de ΔH3: En la parte del ZnO: ZnO (s,298 K)

ZnO (s, 1193 K)

= 54.4 J K-1 mol-1 (1193 – 298) K = (54.4 x 895) J/mol……. = 48690 J/mol En le parte del carbono: C (s, 298 K)

C(s,1193K)

1193𝐾

∫

(6.28 + 0.017 𝑇)𝑑𝑇 = 6.28(1193 − 298) +

298𝐾

0.017 (1193 − 298) 2

= (6.28 𝑥 895) + (8.5 𝑥 10−3 )(1193.2 − 88.8)10−3 = 5621 + (8.5 𝑥 1334.4) = 16960 𝐽/𝑚𝑜𝑙 VALOR TOTAL DE ΔH3 = ΔHZnO + ΔHC = 48690 + 16960 =65650 J ΔH4 = ΔH1 + ΔH2 - ΔH3 = 237750 + 195660 – 65650 = 367760 J/mol = 367.8 kJ/mol

PROBLEMAS PARA RESOLVER 2.1 Calcular el trabajo de expansión cuando se descompone electrolíticamente 1.00 mol de agua a 25 °C y 1.00 atm. Resp: 3715 J = -3.72 kJ 2.2 Cuando dos moles de un gas ideal ocupando el volumen de un litro a 300 K, se expande isotérmicamente hasta 10.0 litros calcular: a) El trabajo máximo (trabajo reversible), expresado en kJ; y b) El trabajo mínimo (expansión contra presión cero). Resp: -11.5 kJ; cero 2.3 Un gas ideal sufre una expansión isotérmica reversible, desde un volumen inicial de V1 a un volumen final de 10 V1, haciendo un trabajo de 20920 J. La presión inicial fue de 50.0 atm. Calcular: a) El valor de V1; y b) la temperatura del proceso, si se trató de dos moles de gas. Resp: 1.79 litros; 546 K 2.4 Se comprimen adiabáticamente y reversiblemente 224 litros de helio a condiciones normales, hasta 100 atm. Calcular su volumen final. Resp: 14.2 litros 2.5 El gas oxígeno a 27 °C se expande adiabáticamente de una presión de 10.0 atm a 1.00 atm. Calcular su temperatura final. Utilizarla ecuación: Cp.log (T2/T1) = R.log (P2/P1). Resp: -118°C

2.6 Calcular el trabajo hecho por el proceso de expansión adiabática de 8.00 g de oxígeno a 27 °C y 1000 kPa, cuando la presión final es 100kPa. Resp: -758 J 2.7 Un gas ideal se expande isotérmica y reversiblemente a 27 °C, de 10.0 a 1.00 atm, haciendo un determinado trabajo máximo. Si la misma cantidad de trabajo se hubiera hecho durante una expansión adiabática por un gas diatómico, calcular la temperatura final del gas. Resp: 25.4 K 2.8 Un gas a 25°C se expande adiabáticamente de 200 atm a 10.0 atm. Si la temperatura final es -1.85 °C, averiguar la atomicidad probable del gas, es decir el número de átomos por moléculas. Resp: monoatómico 2.9 Un mol de un gas ideal monoatómico se guarda bajo una presión constante de 2.00 atm. La temperatura se cambia de 100 a 25 °C. Calcular los valores de P ΔV, ΔU y ΔH. Resp:-627.6, -941.4, -1569 J 2.10 Un mol de un gas monoatómico ideal, experimenta los pasos reversibles mostrados en la figura. a)Calcule los valores de los volúmenes y temperaturas kelvin en los puntos 1, 2 y3; b) Sabiendo que el proceso A es isotérmico, el B es isobárico y el C es isocorico, calcule los valores ΔU, q y w.

44.8 -

3

(PV)

C

B

L. atm 22.4 -

1

2 A

2

P1 atm

4