3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS 89
TEORÍA CINÉTICA
J L atm
6.18. a) Demuestre cómo se puede deducir el valor de R, 8.3145 ,en a partir de su valor en unidades
del SI. b) Exprese R en función de calorías.
mol K mol K
a)
b)
(
R = 8.3145 Nm )(
mol K
R = 8.3145
J
Nm
= 8.3145
mol K mol K
) ( 1 atm 10 3 dm 3
1.013 × 10 5 N · m −2 1m 3
(
R = 8.3145
J
mol K
)( ) 1 cal
= 1.987 cal
4.184 J mol K
) ( 1L
1dm 3 )
= 0.0821 Latm
mol K
6.19. Calcule la raíz de la velocidad cuadrática media de las moléculas de H 2 a 0°C.
⎡ (
) ⎤1/2
J
( ) 3RT 1/2 3 8.3145 (273 K)
u rms =
= ⎢
mol K
M ⎣
(
1.016 g )( ) ⎥
1kg ⎦ = 1 837 (J/kg)
1/2
mol 1 000 g
(
u rms = 1.84 × 10 3 kg · m 2 /s 2 ) 1/2
= 1.84 × 10
3
m/s
kg
o
1.84 km/s
6.20. Calcule las velocidades relativas de efusión de H 2 y CO 2 a través de un pequeño orificio.
√ √
r(H 2 )
r(CO 2 ) = M(CO 2 ) 44 g/mol
=
M(H 2 ) 2.0 g/mol = √ 22 = 4.7
PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS
VOLÚMENES, MASAS MOLARES Y REACCIONES DE GASES
6.21. Suponga que el octano (C 8 H 18 ) se quema en forma explosiva (la gasolina lo hace) y que el alcohol para friccionar (C 3 H 7 OH)
también lo hace, ¿cuál explotará con más violencia, de acuerdo con la expansión de los gases de combustión?
Resp. El octano generará mucho más gases que el alcohol (34:14, en base molar) y producirá una explosión más violenta.
6.22. Si 200 cm 3 de un gas en condiciones normales pesa 0.268 g, ¿cuál es su masa molar?
Resp. 30.0 g/mol
6.23. En el diseño de un tanque de retención de óxido nitroso, N 2 O, para un automóvil de carreras, se requiere seleccionar un
material que resista la presión de los 1 500 g almacenados en un volumen de 7.5 litros. No se espera que la temperatura sea
mayor que 125°C. Calcule la presión, en atm, a la que se someterá el tanque.
Resp. 218 atm
6.24. ¿Cuál es el volumen de 16 g de óxido nitroso, N 2 O, en condiciones normales?
Resp. 8.1 L
6.25. ¿Qué volumen ocupará 1.216 g de SO 2 gaseoso a 18°C y 755 torr?
Resp. 456 cm 3
6.26. Se debe determinar la masa molar de un compuesto en estado líquido, pero tal vez se descomponga si se calienta. Entonces
se usó una jeringa para inyectar 0.436 g de la muestra líquida en un matraz de 5.00 L lleno de argón a 17°C y se conectó