EjerciciosFyQ

Energía que se obtiene y volumen de gases que se desprende al reaccionar un kilogramo de dinamita (529)

F_y_Q — 2026-01-13T06:28:14Z

La descomposición explosiva del trinitrotolueno $$$ \text{C}_7\text{H}_5(\text{NO}_2)_3$$$ se puede expresar según:

$$$ 2\text{C}_7\text{H}_5(\text{NO}_2)_3\text{(s)}\ \to\ 7\text{C(s)} + 7\text{CO(g)} + 3\text{N}_2\text{(g)} + 5\text{H}_2\text{O(g)}$$$

a) Halla la energía obtenida al descomponerse 1 kg de TNT.

b) Determina el volumen ocupado por los gases liberados en dicha descomposición, a presión atmosférica y a 500 ºC.

Datos: $$$ \Delta \text{H}^0_\text{f}[\text{C}_7\text{H}_5(\text{NO}_2)_3\text{(s)}] = -64.1\ \text{kJ}\cdot \text{mol}^{-1}$$$; $$$ \Delta \text{H}^0_\text{f}[\text{CO(g)}] = -110.5\ \text{kJ}\cdot \text{mol}^{-1}$$$; $$$ \Delta \text{H}^0_\text{f}[\text{H}_2\text{O(g)}] = -241.8\ \text{kJ}\cdot \text{mol}^{-1}$$$

a) Como el enunciado indica la ecuación química de la reacción que tiene lugar, para calcular la entalpía de reacción aplicas la ecuación que la escribe en función de las entalpías de formación:

$$$ \color{forestgreen}{\bf \Delta H_r^0 = \sum n_p\cdot \Delta H_f^0(\text{productos}) - \sum n_r\cdot \Delta H_f^0(\text{reactivos})}$$$

Sustituyes los datos del enunciado. Recuerda que las entalpías de formación de los elementos en su estado de agregación es cero y no aparecen en la ecuación:

$$$ \require{cancel} \Delta \text{H}^0_\text{R} = \left[7\cdot (-110.5) + 5\cdot (-241.8)\right] - \left[2\cdot (-64.1)\right]\ \left(\cancel{\text{mol}}\cdot \dfrac{\text{kJ}}{\cancel{\text{mol}}}\right) = \color{royalblue}{\bf -1\ 854.3\ kJ}$$$

Esta es la energía que se desprende cuando se hacen reaccionar dos moles de TNT, pero tienes que calcular la energía asociada a la reacción de 1 kg de TNT. Para convertir a moles la masa de TNT debes calcular la masa molecular de la sustancia:

$$$ \text{M}_{\text{C}_7\text{H}_5(\text{NO}_2)_3} = 7\cdot 12 + 5\cdot 1 + 3\cdot 14 + 6\cdot 16 = \color{royalblue}{\bf 227\ g\cdot mol^{-1}}$$$

Usas la masa molecular y la estequiometría como factores de conversión para hacer el cálculo de la energía liberada por el kilogramo de TNT:

$$$ \require{cancel} 10^3\ \cancel{\text{g}}\cdot \dfrac{1\ \cancel{\text{mol}}}{227\ \cancel{\text{g}}}\cdot \dfrac{-1\ 854.3\ \text{kJ}}{2\ \cancel{\text{mol}}} = \color{firebrick}{\boxed{\bf -4\ 084\ kJ}}$$$

b) En la ecuación química del enunciado puedes ver los moles de sustancias gaseosas que se producen cuando reaccionan dos moles de TNT:

$$$ n_\text{gas} = (7 + 3 + 5)\ \text{mol} = \color{royalblue}{\bf 15\ moles}$$$

Los moles gaseosos que se forman al reaccionar el kilogramo de TNT son:

$$$ \require{cancel} 10^3\ \cancel{\text{g}}\cdot \dfrac{1\ \cancel{\text{mol TNT}}}{227\ \cancel{\text{g}}}\cdot \dfrac{15\ \text{moles gas}}{2\ \cancel{\text{mol TNT}}} = \color{royalblue}{\bf 33.04\ moles\ gas}$$$

Aplicas la ecuación de los gases ideales para calcular el volumen de gases:

$$$ \require{cancel} \text{PV} = \text{nRT}\ \to\ \color{forestgreen}{\bf{V = \dfrac{nRT}{P}}} = \dfrac{33.04\ \cancel{\text{mol}}\cdot 0.082\ \dfrac{\cancel{\text{atm}}\cdot \text{L}}{\cancel{\text{mol}}\cdot \cancel{\text{K}}}\cdot (500 + 273)\ \cancel{\text{K}}}{1\ \cancel{\text{atm}}} = \color{firebrick}{\boxed{\bf 2\ 094\ L}}$$$

PAU Madrid: química (junio 2025) - ejercicio 1 (8542)

F_y_Q — 2025-10-05T05:46:27Z

Responde a las siguientes preguntas:

a) El nitrato de amonio es un compuesto con muchas aplicaciones, cuya síntesis se realiza por reacción directa de ácido nítrico y amoniaco. Escribe la reacción ajustada que se produce y, haciendo uso de la Tabla, calcula $$$ \Delta G_R^0$$$ a 300 K. Justifica la espontaneidad de la reacción.

b) Una de las aplicaciones del nitrato de amonio es como explosivo, ya que, en ciertas condiciones (temperaturas por encima de 175 ºC), se produce de forma explosiva la reacción de descomposición que da lugar a óxido de dinitrógeno y agua. Escribe la reacción ajustada y, con los datos de la Tabla, calcula $$$ \Delta H_R^0$$$ y $$$ \Delta S_R^0$$$. Determina $$$ \Delta G_R^0$$$ a 450 K para dicha reacción. Considera que $$$ \Delta H_R^0$$$ y $$$ \Delta S_R^0$$$ no cambian con la temperatura. Justifica si la reacción es exotérmica y espontánea.

c) Escribe la ley de velocidad de la reacción de descomposición del nitrato de amonio considerando que las unidades de su constante de velocidad son $$$ s^{−1}$$$, e indica el orden de la reacción.

d) Explica cómo afecta a la velocidad de la reacción de descomposición del nitrato de amonio una disminución de la temperatura.

a) $$$ HNO_3 + NH_3\ \to\ NH_4NO_3$$$
$$$ \Delta G_R = -86\ kJ\cdot mol^{-1}$$$
Es espotanea.

b) $$$ NH_4NO_3\ \to\ N_2O + H_2O$$$
$$$ \Delta H_R = -34\ kJ\cdot mol^{-1}$$$ ; Es exotérmica.
$$$ \Delta S_R = 0.447\ kJ\cdot K^{-1}\cdot mol^{-1}$$$
$$$ \Delta G_R = -235\ kJ\cdot mol^{-1}$$$ ; Es espontanea.

c) $$$ v = k[NH_4NO_3]$$$ ; $$$ \alpha = 1$$$
d) Disminuye la velocidad.

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

PAU Andalucía: química (junio 2025) - pregunta 2 - cuestión 2A (8477)

F_y_Q — 2025-06-23T07:22:11Z

Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Un proceso exotérmico y espontáneo a cualquier temperatura tendrá 0" title="\Delta S > 0" />.

b) La sublimación del diyodo es un proceso que implica un aumento de entropía.

c) En todos los procesos espontáneos la entropía del sistema aumenta.

d) La reacción PCl5(g)}\ (\Delta H^o = −86\ kJ\cdot mol^{-1})" title="\ce{PCl3(g) + Cl2(g) -> PCl5(g)}\ (\Delta H^o = −86\ kJ\cdot mol^{-1})" /> no es espontánea a ninguna temperatura.

a) Verdadero.
b) Verdadero.
c) Falso.
d) Falso.

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO EN VÍDEO.

[P(1958)] EBAU Andalucía: química (junio 2012) - ejercicio B.3 (8452)

F_y_Q — 2025-04-22T15:23:27Z

Para ver el enunciado y las respuestas del ejercicio que se resuelve en el vídeo puedes hacer clic en este enlace.

- Termoquímica / Entalpía, Energía activación, Catalizador, PAU, EBAU, Selectividad, EvAU

EBAU Andalucía: química (junio 2024) RESERVA - ejercicio C.2 (8243)

F_y_Q — 2024-07-11T05:39:41Z

Para la siguiente reacción:

6H2O(l) + 2N2(g)}" title="\ce{4NH3(g) + 3O2(g) -> 6H2O(l) + 2N2(g)}" />

Calcula:

a) La entalpía de reacción estándar.

b) La variación de energía interna (calor a volumen constante) a .

Datos:

a)

b)

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Eficiencia energética de un sistema de calefacción por radiación (7943)

F_y_Q — 2023-05-22T07:29:43Z

Una calefacción por radiación consume de combustible, cuya densidad es de , y tiene un calor poder calorífico específico de . Si se transfieren de calor al aire, ¿cuál es la eficiencia energética del sistema?

Para aclarar los cálculos es buena idea tomar como base de cálculo una hora de funcionamiento del sistema. Es necesario hacerlo porque el calor transferido y el flujo de combustible están dados por horas.

Lo primero será calcular el calor que se suministra al sistema por medio del combustible. Es necesario usar los factores de conversión con soltura:

El dato de la energía transferida es inmediato y coincide con el dato en el enunciado porque has tomado una hora como base de cálculo. Solo queda hacer la eficiencia, expresada en porcentaje:

Variación de entropía del agua en la que se sumerge un trozo de aluminio (7682)

F_y_Q — 2022-08-11T06:13:54Z

Un trozo de aluminio de 150 000 mg a una temperatura de se coloca en 2.8 L de agua a . Calcula el aumento de entropía del sistema cuando se alcanza el equilibrio.

Datos: ;

Lo primero que necesitas es conocer la temperatura de equilibrio del sistema. Para ello debes considerar que el calor que cede el aluminio es el mismo que absorbe el agua:

Si despejas el valor de la temperatura en el equilibrio:

Sustituyes los datos y puedes calcularla:

El calor que absorbe el agua, expresado en julios, es:

Para calcular la variación de entropía aplicas la expresión:

Recuerda que debes expresar la temperatura de equilibrio en escala absoluta:

Variación de la energía interna de una varilla que se dilata al calentarse (7387)

F_y_Q — 2021-11-16T03:43:32Z

En un edificio, una varilla de soporte de acero, de 100 kg de masa, tiene una longitud de 2 m a una temperatura de . La varilla soporta una carga suspendida de 6 000 kg. Calcula:

a) El trabajo realizado sobre la varilla cuando la temperatura aumenta a .

b) El calor que absorbe la varilla, suponiendo que el calor específico del acero es .

c) El cambio en la energía interna de la varilla.

Dato:

a) El trabajo será el producto de la fuerza que soporta la varilla por la dilatación lineal que experimenta. La dilatación lineal es:

El trabajo realizado sobre la varilla es:

b) El calor absorbido es:

c) La variación de la energía interna es la suma de los valores calculados en los apartados anteriores. Como el calor que absorbe la varilla es mucho mayor que el trabajo realizado sobre ella, la variación de la energía interna se puede aproximar al valor del calor absorbido:

Calor, trabajo y variación de energía interna en la expansión isotérmica de un gas (7375)

F_y_Q — 2021-10-27T19:19:42Z

Una muestra de 155 g de se expande isotérmicamente desde un volumen de 19 L hasta otro de 25 L a . Determina el trabajo, el calor y la variación de la energía interna asociados al proceso, expresando la respuesta en julio.

Dato:

Al tratarse de un proceso isotérmico la variación de la energía interna del sistema es nula porque esta depende de la temperatura y, al ser la misma, no hay cambio en la energía interna:

Si aplicas la primera ley de la termodinámica:

Para calcular el trabajo que realiza el sistema en la expansión debes tener en cuenta que el volumen varía y también lo hace la presión del sistema. A partir de la ecuación de los gases ideales puedes escribir la presión en función del volumen:

Integrando el trabajo entre los estados inicial y final:

Los moles de son el cociente entre la masa y la masa molecular del gas. Solo tienes que sustituir y calcular:

Considero el trabajo negativo porque el trabajo que realiza el sistema. El calor será, por lo tanto, positivo:

Energía de un enlace de hidrógeno y porcentaje de enlaces que se rompen (7374)

F_y_Q — 2021-10-25T06:41:49Z

a) El calor de sublimación para una forma hipotética del agua en la que no hay puentes de hidrógeno es de 2.6 kcal/mol. Si el calor de sublimación observado en el agua es de 12.2 kcal/mol, ¿cuál es la energía de un enlace de hidrógeno?

b) El calor de fusión del hielo es 1.4 kcal/mol y el de la forma hipotética en la que no se forman puentes de hidrógeno es de 0.30 kcal/mol. Calcula el porcentaje de puentes de hidrógeno que se rompen. Recuerda que cada molécula de agua puede formar dos puentes de hidrógeno.

Si haces la diferencia entre la energía de sublimación del agua y la del agua hipotética que no tiene puentes de hidrógeno tendrías la energía referida a los puentes de hidrógeno en sí, que puedes expresar en calorías:

Esta energía está referida a un mol de puentes de hidrógeno. Para obtener la que está asociada a un único puente de hidrógeno es necesario que uses el número de Avogadro:

b) La energía asociada a la sublimación del hielo por cada enlace es:

Como cada molécula puede formar dos enlaces o puentes de hidrógeno:

El porcentaje lo calculas a partir del valor de la energía de enlace calculada en el apartado anterior: