COLEGIO PARQUE QUÍMICA PAU

COLEGIO PARQUE
2º Bachillerato
Nuria Antón Dorado
QUÍMICA PAU
Curso 2010-11
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PRÓLOGO
Querido alumn@:
Llegado este momento nos encontramos ante la recta final de una larga carrera
que has ido recorriendo durante todos estos cursos. Dentro de poco deberás
enfrentarte a las pruebas de acceso a la Universidad, ya sabes, a la temida
Selectividad.
La Selectividad es una prueba a la que se han de enfrentar la mayor parte de
estudiantes que desean acceder a la Universidad. Para poder superarla con
éxito es importante dominar los contenidos del examen pero, además, es
importante no afrontar esta prueba con más ansiedad de la aconsejable. Así,
muchos de vosotros pensaréis de cara al examen: "Me juego mi futuro en tres
días”. Es frecuente plantearse la Selectividad como una cuestión de todo o
nada, como la prueba que decidirá vuestro futuro o que puede malograr todo el
historial académico que habéis obtenido hasta la fecha.
Lo primero que quiero trasmitirte es tranquilidad, no te dejes llevar por los
nervios ni por el temor al examen; si has superado 2º de bachillerato, no
tendrás ninguna dificultad en aprobarlo.
Para ayudarte a preparar esta prueba a continuación te presento una colección
de problemas y cuestiones que han salido en los exámenes de toda España
desde el año 2001. Además la mayoría tienen la solución, lo cual te ayudará
bastante.
Como comprenderás es imposible resolverlos todos en clase, pues no
disponemos de tiempo suficiente, por lo que tendrás que poner mucho de tu
parte y trabajar parte en casa.
Es bastante conveniente que a lo largo del curso, a medida que vas estudiando
los temas, elabores una hoja resumen, en la cual aparezcan las principales
leyes y fórmulas para resolver los problemas. Es un resumen totalmente
personal, hazlo como quieras, como a ti te resulte más útil, escribe pequeñas
notas, colorea, subraya… lo importante es que a ti te valga. Una vez elaborado,
a la hora de ponerte a resolver un problema o cuestión tenlo delante y
consúltalo cuantas veces sea necesario, se trata de que poco a poco vayas
aprendiendo.
Desde aquí quiero desearte la mayor suerte del mundo, mucho ánimo y confía
en ti mismo, ya verás como gracias a tu esfuerzo y tesón: ¡APROBARÁS!
Nuria Antón Dorado
1
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
ÍNDICE:
•
TEMA 1: ESTEQUIOMETRÍA DE LAS
REACCIONES QUÍMICAS
3
TEMA 2: ESTRUCTURA ATÓMICA.
SISTEMA PERIÓDICO
21
•
TEMA 3: ENLACE QUÍMICO
35
•
TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES
QUÍMICAS
45
•
TEMA 5: CINÉTICA QUÍMICA
66
•
TEMA 6:EQUILIBRIO QUÍMICO
71
•
TEMA 7: REACCIONES DE TRASNFERENCIA
DE PROTONES
94
TEMA 8: REACCIONES DE TRASNFERENCA
DE ELECTRONES. ELECTROQUÍMICA
114
TEMA 9: QUÍMICA DEL CARBONO
135
•
•
•
2
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Dada la siguiente reacción química:
2 AgNO3 + Cl2
N2O5 + 2 AgCl + ½ O2
Calcule:
a) Los moles de N2O5 que se obtienen a partir de 20 g de AgNO3.
b) El volumen de oxígeno obtenido, medido a 20ºC y 620 mm de mercurio.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1.mol-1
Masas atómicas: N = 14, O = 16, Ag = 108
Solución:
a) 0,059 mol
b) V = 0, 87 L
2.- En 0, 5 moles de CO2, calcule:
a) El número de moléculas de CO2
b) La masa de CO2
c) El número total de átomos
Datos: Masas atómicas: C=12, O=16
Solución:
a) 3,01.1023 moléculas
b) 22 g
c) 9,03.1023 átomos
3.- El carbonato de calcio sólido reacciona con una disolución de ácido clorhídrico para
dar agua, cloruro de calcio y dióxido de carbono gas. Si se añaden 120 mL de una
disolución de ácido clorhídrico, que es del 26, 2 % en masa y tiene una densidad de 1,
13 g/mL, a una muestra de 40, 0 g de carbonato de cálcico sólido, ¿cuál será la
molaridad del ácido clorhídrico en la disolución cuando se haya completado la
reacción? (Suponga que el volúmen de la disolución permanece constante).
Datos: Masas atómicas: C = 12
O = 16
Ca = 40
Cl = 35,5 H=1
Solución: 1,44 M
4.- Una bombona de gas contienen 27, 5 % dd propano y 72, 5 % de butano en masa.
Calcule los litros de dióxido de carbono, medidos a 25ºC y 1, 2 atmósferas de presión,
que se obtendrán cuando se quemen completamente 4, 0 g del gas de la bombona
anterior.
Datos: Masas atómicas: C=12 H=1 R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
3
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución: V = 5,6 L
5.- a) Calcular cuánto pesan 10 L del gas monóxido de carbono en condiciones
normales.
b) Calcular cuántos átomos hay en esa cantidad de monóxido de carbono.
Datos: Masas atómicas: C=12
O=16
Solución:
a) 12,5 g
b) 5,38.1023 átomos
6.- La tostación del mineral blenda (sulfuro de cinc) se produce según la reacción (sin
ajustar):
Sulfuro de cinc + oxígeno
dióxido de azufre + óxido de cinc.
Calcular:
a) Los litros de aire medidos a 200ºC y 3 atm necesarios para tostar 1 kg de blenda,
con un 85 % de sulfuro de cinc. Se admite que el aire contiene un 20% de
oxígeno en volumen.
b) Los gramos de óxido de cinc obtenidos en el apartado a).
c) La presión ejercida por el dióxido de azufre gas, obtenido en el apartado a), en
un depósito de 250 litros a 80ºC.
Datos: Masas atómicas: O=16
R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
S= 32
Zn= 65, 4
Solución:
a) V = 847 L
b) m= 710,6 g ZnO
c) P = 1,01 atm.
7.- Un compuesto orgánico contiene carbono, hidrógeno y oxígeno. Cuando se queman
15 g de compuesto se obtienen 22 g de dióxido y 9 g de agua. La densidad del
compuesto en estado gaseoso, a 150ºC y 780 mm Hg, es 1, 775 g/L. Calcular la
fórmula molecular del compuesto orgánico.
Datos: Masas atómicas: H = 1, C =12, O = 16
R = 0, 082 atm.L/mol.K
Solución: C2H4O2
8.- Un hidrocarburo saturado gaseoso está formado por el 80% de carbono. ¿cuál es su
fórmula molecular si en condiciones normales la densidad es 1, 34 g/L?
Solución: C2H6
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
9.- Si se parte de un ácido nítrico del 68% en peso y densidad 1, 52 g/mL:
a) ¿Qué volumen debe utilizarse para obtener 100 mL de ácido nítrico del 55% en
peso y densidad 1, 43 g/mL?
b) ¿Cómo lo prepararía en el laboratorio?
Solución:
a) V = 76,2 mL
b) Consultar libro de texto.
10.- Se valora una muestra de 3, 0 g de sosa caústica (formada por hidróxido de sodio e
impurezas inertes), empleando como agente valorante una disolución de ácido sulfúrico
2,0 M. El punto final de la valoración se alcanza cuando se han consumido 13, 2 cm3 de
ácido.
a) Escriba la reacción de neutralización que tiene lugar en la valoración.
b) Calcule el porcentaje de hidróxido de sodio presente en la sosa caústica.
c) Describa el procedimiento de laboratorio que corresponde a esta valoración e
indique y nombre el equipo necesario para llevarlo a cabo.
Datos: Masas atómicas: H=1; O=16; Na= 23, S=32
Solución:
b) 70,3% en masa
11.- El cloro se obtiene en el laboratorio por oxidación de ácido clorhídrico con MnO2,
proceso del cual también se obtienen cloruro de manganeso (II) y agua.
a) Escriba la reacción que tiene lugar (convenientemente ajustada)
b) Calcule el volumen de disolución de ácido clorhídrico de densidad 1, 15 g/cm3 y
30% en masa que se necesita para obtener 10 L de gas cloro, medidos a 30ºC y
1, 02. 105 Pa.
Datos: Masas atómicas: H=1; Cl = 35, 5
R= 0, 082 atm.L/mol.K = 8, 31 J/K.mol
Solución:
b) V = 173,7 cm3
12.- En la combustión de 2, 37 g de carbono se forman 8, 69 g de un óxido gaseosos de
este elemento. Un litro de este óxido, medios a 1 atmósfera de presión y a 0ºC, pesa 1,
98g. Obtenga la fórmula empírica del óxido gaseoso formado. ¿Coincide con la fórmula
molecular?. Razona la respuesta.
Solución: CO2
13.- a) El clorato de potasio se descompone por el calor en cloruro de potasio y oxígeno
molecular. ¿Qué volumen de oxígeno, a 125ºC y 1 atm, puede obtenerse por
descomposición de 148 g de una muestra que contiene el 87% en peso de clorato de
potasio?
b) ¿Cuántas moléculas de oxígeno se formarán?
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) V = 51,4 L
b) 9, 48.1023 moléculas de O2
14.- Una disolución contiene 147 g de ácido sulfúrico a 1500 mL de disolución. La
densidad de la disolución es 1, 05 g/mL. Calcule la molaridad, la molalidad, las
fracciones molares de soluto y disolvente, y la concentración centesimal en peso de la
disolución.
Solución:
M = 1 mol/L ; m = 1,05 mol / kg de disolvente; Xs = 0,0186 ; Xd = 0,9814, 9,3%
15.- En el laboratorio se puede obtener dióxido de carbono haciendo reaccionar
carbonato de calcio con ácido clorhídrico; en la reacción se produce también cloruro de
calcio y agua. Se quiere obtener 5 litros de dióxido de carbono, medidos a 25ºC y 745
mm de Hg. Suponiendo que haya suficiente carbonato de calcio, calcular el volumen
mínimo de ácido clorhídrico del 32 % en peso y densidad 1, 16 g/mL que será
necesario utilizar.
Solución:
V = 39,3 mL
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Una disolución de HNO3 15M tiene una densidad de 1, 40 g/mL. Calcule:
a) La concentración de dicha disolución en tanto por ciento en masa de HNO3.
b) El volumen de la misma que debe tomarse para prepara 10 litros de disolución
de HNO3 0, 05M
Datos: N =14 O = 16 H = 1
Solución:
a) 67,5 %
b) V = 33,3mL
2.- Calcule:
a) La masa, en gramos, de una molécula de agua.
b) El número de átomos de hidrógeno que hay en 2 gramos de agua.
c) El número de moléculas que hay en 11, 2 litros de H2 , que están en condiciones
normales de presión y temperatura.
Datos: H =1 O =16
Solución:
a) 2,99.10-23 g
b) 1,33.1023 átomos de H
c) 3,01.1023 moléculas de H2
3.- En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36,
23% de masa de HCl, densidad 1, 180 g/cm3. Calcule:
a) La molaridad y la fracción molar del ácido.
b) El volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de
disolución 2 molar.
Datos: H = 1
Cl = 35, 5
Solución:
a) 11,8 M; X = 0,22
b) V = 169 mL
4.- Sean dos depósitos de igual volumen A y B. En el depósito A hay monóxido de
carbono gas a una presión y temperatura. En el depósito B hay dióxido de carbono gas a
la misma presión y doble temperatura. Contestar razonadamente:
a)
b)
c)
d)
¿En qué depósito hay mayor número de moles?
¿En que depósito hay mayor número de moléculas?
¿En que depósito hay mayor número de átomos?
¿En que depósito hay mayor masa de gas?
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
C= 12
2º BACHILLERATO
O=16
Solución:
a) nA = 2 nB
b) A doble que B
c) más en A
d) A>B
5.- El carbono reacciona a altas temperaturas con vapor de agua produciendo monóxido
de carbono e hidrógeno. A su vez, el monóxido de carbono obtenido reacciona
posteriormente con vapor de agua, produciendo dióxido de carbono e hidrógeno. Se
desea obtener 89, 6 litros de hidrógeno medidos en condiciones normales.
a) Calcular los gramos de carbono y de vapor de agua necesarios si el vapor de
agua interviene con un exceso del 50%.
b) Si la mezcla gaseosa final se lleva a un depósito de 50 litros a 200ºC, calcular la
presión parcial del dióxido de carbono.
H=1
C = 12
O = 16
R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 24 g de C
b) P = 1, 6 atm.
6.- El cloro se obtiene en el laboratorio según la reacción:
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + H2O + Cl2
Calcule:
a) La cantidad de reacitivos necesarios para obtener 100 litros de cloro medidos a
15ºC y 720 mmHg
b) El volumen de ácido clorhídrico 0, 6M que habría que utilizar.
Solución:
a) 3,98 moles de MnO2 y 15,92 moles de HCl
b) V = 26,53 L
7.- El “hielo seco” es dióxido de carbono sólido a temperatura inferior a –55ºC y
presión de 1 atmósfera. Una muestra de 0, 050 g de hielo seco s coloca en un recipiente
vacío cuyo volumen es de 4, 6 litros, que se termostata a la temperatura de 50ºC.
a) Calcule la presión, en atm, dentro del recipiente después de que todo el hielo
seco se ha convertido en gas.
b) Explique si se producen cambios de presión y en la cantidad de moles gaseosos
si el experimento lo realizáramos termostatando el recipiente a 60ºC.
Solución:
a) P = 6,6 .10-3 atm
b) P’ = 6,8 .10-3 atm.
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
8.- Se desea preparar 250 cc de una disolución 0, 29 molar de ácido clorhídrico. Para
ello, se dispone de agua destilada y de un reactivo comercial de dicho ácido, cuya
etiqueta, entre otros, contiene los siguientes datos: HCl, densidad 1, 184 g/ml y 37, 5%
en peso.
a) ¿Cuántos mililitros del reactivo comercial se necesitarán para preparar la citada
disolución?
b) Explique cómo actuará para preparar la disolución pedida y el material utilizado.
Solución:
a) V = 5,93 mL
b) Consultar libro de texto.
9.- a) Calcule qué volumen de una disolución 1, 2 M de hidróxido de sodio hay que
diluir hasta 500 cm3 para obtener una disolución de concentración 4, 8 . 10-2 mol.dm-3.
b) Explique el procedimiento y los instrumentos de laboratorio que utilizaría para
preparar esta disolución diluida.
c) Indique si habría que poner alguna advertencia de peligrosidad en el frasco de
hidróxido de sodio y en caso afirmativo cual sería.
Solución:
a) V = 20 cm3
b) Consultar libro de texto.
c) Sí. Consultar libro de texto.
10.- Se quema una muestra de 0, 876 g de un compuesto orgánico que contiene carbono,
hidrógeno y oxígeno, obteniéndose 1, 76 g de dióxido de carbono y 0, 72 g de agua.
a) Determine la masa de oxígeno que hay en la muestra.
b) Encuentre la fórmula empírica del compuesto.
c) El compuesto en cuestión es un ácido orgánico. Justifique de qué ácido se trata y
dé su fórmula.
H = 1 C = 12 O = 16
Solución:
a) m = 0, 316 g
b) C2H4O
c) Ácido butanoico o ácido 2-metilpropanoico
11.- Una fábrica produce cal (óxido de calcio) a partir de calcita, mediante la reacción:
CaCO3 → CaO + CO2
Calcule la producción diaria de óxido de calcio si la fábrica consume 50 Tm de calcita
del 85% de pureza en carbonato de calcio, y el rendimiento de la reacción es del 95%
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
m = 2,27.107 g de CaO.
12.- Considere una muestra de 158 gramos de trióxido de azufre a 25ºC (gas ideal) en
un recipiente de 10 litros de capacidad.
a) ¿Qué presión ejerce el gas? ¿Cuántas moléculas de oxígeno harían falta para
ejercer la misma presión?
b) ¿Qué masa de dióxido de azufre puede obtenerse de la descomposición de la
muestra de trióxido de azufre si el rendimiento es del 85%?
Solución:
a) P = 4,18 atm, 1,19.1024 moléculas.
b) m = 107 g.
13.- Se hacen reaccionar 200 g de piedra caliza, que contiene un 60 por 100 de
carbonato de calcio (trioxocarbonato (IV) de calcio), con un exceso de ácido
clorhídrico, suficiente para que reaccione todo el carbonato. El proceso transcurre a
17ºC y 740 mmHg de presión. En dicho proceso se forma dióxido de carbono, cloruro
de cálcio y agua. Calcular:
a) La masa de cloruro de cálcico obtenido.
b) El volumen de dióxido de carbono producido en las condiciones de reacción.
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 133,2 g .
b) V = 29,3 L.
14.- Describir (material, cálculos y procedimiento) cómo se prepararía en el laboratorio
100ml de disolución 0, 5M de HCl a partir de la disolución comercial ( 37% en peso y
densidad 1, 19 g/ml).
Solución: V = 4,16 mL del comercial
15.- Una muestra de 0, 560 g que contenía bromuro de sodio y bromuro potásico se
trató con nitrato de plata acuoso, recuperándose todo el bromuro como 0, 970 g de
bromuro de plata.
a) ¿Cuál es la fracción de bromuro de potasio en la muestra original?
b) ¿Qué volumen de disolución 1M de nitrato de plata es necesario para precipitar
todo el bromo de la muestra?
Datos: Mm (NaBr) = 102,9; Mm (KBr) = 119; Mm (AgBr) = 178,8;
Mm (AgNO3) = 170
Solución:
a) X = 0,48
b) V = 5,17 m
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
16.- Un gramo de un compuesto gaseoso de carbono e hidrógeno da por combustión 3,
30 g de anhídrido carbónico y 0, 899 g de agua.
Sabiendo que la densidad de una muestra gaseosa del compuesto es 1, 78 g/l, en
condiciones normales de temperatura y presión, indique si se trata de un hidrocarburo
saturado o insaturado y escriba todos los isómeros posibles.
C= 12
H=1
O=16
Solución:
C3H4 (insaturado)
17.- Razone dónde habrá mayor número de átomos de oxígeno: en 20,0 gramos de
hidróxido de sodio o en 5, 6 litros de oxígeno medidos a 0ºC y 2 atmósferas.
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Na= 23
O=16
H=1
Solución:
En O2.
18.- En un recipiente cerrado de 10 litros se introducen 4 g de oxígeno y 4, 5 g de helio
a 35ºC. Calcule la presión total de la mezcla, la presión parcial de helio, la fracción
molar de oxígeno y el % del volumen de ese recipiente que estará ocupado por el gas
helio.
Datos:
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1 O=16 He=4
Solución:
P = 3,1 atm; PHe = 2,8 atm ; XO2 = 0,1 ; 90%
19.- En la etiqueta de una botella de vinagre comercial se indica que la acidez es del 5
%, es decir, que contiene ese porcentaje en peso de ácido acético. Para comprobar si es
cierto, vas a realizar una valoración ácio – base utilizando NaOH 0, 1 M.
a) Describe otras sustancias y aparatos que utilizarás.
b) Explica el procedimiento.
c) Si para valorar 5 ml de vinagre se consumen 33 ml de hidróxido de sodio. ¿Cuál
será su molaridad?
d) ¿Es cierto lo que dice la etiqueta?
H = 1 C =12
O =16
La densidad del vinagre se considera igual que la del agua.
Solución:
a) y b) Consultar libro de texto.
c) 0,66 M
d) No
20.- Un compuesto está formado por C, H, O y su masa molecular es de 60 g/mol.
Cuando se queman 30 g del compuesto en presencia de un exceso de oxígeno, se
obtiene un número igual de moles de dióxido de carbono (CO2) y de agua. Sabiendo que
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
el dióxido de carbono obtenido genera una presión de 2449 mmHg en un recipiente de
10 litros a 120ºC de temperatura:
a) Determine la fórmula empírica del compuesto.
b) Escriba la fórmula molecular y el nombre del compuesto.
C=12 O=16 H=1
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
1 atm = 760 mmHg
Solución:
a) CH2O
b) C2H4O2
12
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Una bombona de butano (C4H10) contiene 12 kg de este gas. Para esta cantidad
calcule:
a) El número de moles de butano.
b) El número de átomos de carbono e hidrógeno.
Datos: masas atómicas relativas: C=12; H=1
Solución:
a) n= 207 moles de butano.
b) 4,98.1026 átomos de C; 1,24.1027 átomos de H.
2.- Una mezcla de yoduros de litio y de potasio tiene una masa de 2,5 g. Al tratarla con
nitrato de plata 1,0 M se obtuvieron 3,8 g de yoduro de plata.
a) Determine la composición porcentual de la muestra.
b) Calcule el mínimo volumen necesario de la disolución de nitrato de plata.
Datos: masas atómicas relativas: Li = 7; K = 39; I = 127; Ag = 108.
Solución:
a) 31,68% LiI, 68,32% de KI
b) 16,2 ml
3.-Por combustión de propano con suficiente cantidad de oxígeno se obtienen 300 litros
de CO2 medidos a 0, 96 atm y 285 K. Calcular:
a) Número de moles de todas las sustancias que intervienen en la reacción.
b) Volumen de aire necesario, en condiciones normales, suponiendo que la
composición volumétrica del aire es 20% oxígeno y 80 % de nitrógeno.
Solución:
a) 12,3 moles de CO2, 4,1 moles de C3 H8, 20,5 moles de O2 , 16,4 moles de H2O.
b) V= 2 296 L
4.- Disponemos de propanol líquido puro y de una disolución 1 M de yoduro de potasio.
Queremos preparar 500 cm3 de una disolución acuosa que contenga 0,04mol.dm-3 de
yoduro de potasio y 0, 4 mol.dm-3 de propanol.
a) Calcule los volúmenes de cada una de las disoluciones de partida que hay que
utilizar para hacer esta proparación.
b) Describa con detalle el procedimiento en el laboratorio que debe seguirse para
hacer la preparación e indique el nombre del material que debe emplearse.
Datos: H=1; C=12; O=16
Densidad del propanol: 0, 80 g.cm3
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) 20 cm3 KI, 15 cm3 propanol
b) Consultar libro de texto.
5.-El benceno (C6H6) es líquido a la temperatura ordinaria y tiene una densidad de
878kg.m-3.
a) Escriba la reacción de combustión del benceno.
b) Si quemamos 50 cm3 de benceno, calcule el volumen de aire necesario para la
combustión, medido a 20ºC y 1 atm.
c) Encuentre también el número de moléculas de CO2 obtenidas en la combustión.
Datos: H=1; C=12; O=16
R= 0,082 atm.L.mol-1.K-1 = 8, 31 J.K-1.mol-1
Contenido de oxígeno en el aire: 20% en volumen.
Na= 6,022.1023mol-1
Solución:
b) V = 507 L
c) 2,034 .1024 moléculas de CO2
6.-Una reacción para obtener bromobenceno es la siguiente:
C6H6 + Br2
C6H5Br + HBr
Cuando se hacen reaccionar 29 mL de benceno líquido con un exceso de bromo, se
obtienen 25 g de bromobenceno. ¿Cuál es el rendimiento de la reacción?
Dato: d benceno=0,88 g/ml
Solución: 48,6%
7.- De una botella de ácido sulfúrico concentrado del 96% en peso y densidad 1, 79
g/mL, se toma 1 mL y se lleva hasta un volumen final de 500mL con agua destilada.
Determinar su molaridad.
Solución: 0,035M
8.-Disponemos de 20 mL de una disolución 0, 1 M de ácido clorhídrico que se
neutralizan exactamente con 10 mL de hidróxido de sodio de concentración
desconocida. Determine la concentración de la base describiendo con detalle el material,
el indicador y las operaciones a realizar en el laboratorio.
Solución: 0,2M
9.-Se forma una disolución de cloruro de calcio disolviendo 8 gramos de la sal en 100
gramos de agua. Si la densidad es 1, 05 g/mL, calcula:
a) Su molaridad.
b) La fracción molar de la sal.
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PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) 0,7M
b) 0,013
10.- a) Un hidrocarburo gaseoso contenido en un matraz de 500 mL en condiciones
normales pesa 0, 671 gramos. Si contiene un 80% de carbono, ¿cuál es su fórmula
empírica? ¿Y su fórmula molecular?
b) ¿Qué volumen de oxígeno en condiciones normales es necesario para quemar 1 kg de
butano?
C4H10 (g) + O2 (g)
CO2 (g) + H2O(l)
Datos: masas atómicas relativas: C=12; H=1
Solución:
a) CH3
b) C2H6
c) 2508 L
11.-Se mezcla un litro de ácido nítrico de densidad 1, 380 g/cc y 62,7 % de riqueza en
peso con medio litro de ácido nítrico de densidad 1, 130g/cc y 22,38% de riqueza en
peso. Calcule la molaridad de la disolución resultante, admitiendo que los volúmenes
son aditivos.
Datos: Masas atómicas relativas: N = 14; O = 16; H = 1
Solución: 10,5 M
12.-Determinar la concentración en moles/litro de una disolución de hidróxido de sodio
sabiendo que la neutralización de 20 mL de dicha sustancia requieren la adición de 2
mL de una disolución de ácido sulfúrico del 95 % y densidad 1, 83 g/mL.
Solución: 3,5 moles/L
13.-Un recipiente contiene 2 L de amoníaco a 7,6 mmHg y 27ºC.
a) Calcule el número de moléculas que habrá en él suponiendo que en esas condiciones
el amoníaco se comporte como un gas ideal.
b) A continuación, disolvemos en agua a 27ºC todo el amoníaco contenido en el
recipiente anterior hasta alcanzar un volumen de 0,5 L de disolución acuosa. Calcule
entonces la concentración de la disolución formada.
Datos: R=0,082 atm.L.mol-1.K-1
Na= 6.022.1023
Masas atómicas relativas: N=14,0; H=1,0
15
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) 4,9.1020moléculas
b) M = 1,63 .10-3 mol/L
14.-Un compuesto, A, presenta la siguiente composición centesimal: C= 85,7%;
H=14,3%. Por otro lado, se sabe que 1,66 gramos del compuesto A ocupan un volumen
de 1 litro, a la temperatura de 27ºC, siendo la presión de trabajo de 740 mmHg.
Determine:
a) Su fórmula empírica
b) Su fórmula molecular
c) Si un mol de A reacciona con un mol de bromuro de hidrógeno, se forma un
compuesto B. formule y nombre los compuestos A y B.
Datos: R=0,082 atm.L.mol-1.K-1
Masas atómicas relativas: C=12,0; H=1,0
1 atmósfera = 760 mmHg
Solución:
a) CH2
b) C3H6
16
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
ESTEQUIOMETRÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Calcula el número de átomos contenidos en:
a) 10 g de agua
b) 0, 2 mol de C4H10
c) 10 L de oxígeno en condiciones normales
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1, O = 16
Solución:
a) 1024 átomos
b) 1,69. 1024 átomos
c) 5,38.1023 átomos
2.-Un compuesto orgánico contiene solamente carbono, hidrógeno y oxígeno. Cuando
se queman 8 g del compuesto se obtienen 15,6 g de CO2 y 8 g de H2O en el análisis de
los productos de la combustión. Su masa molecular es 90. Calcula: a) Su fórmula
empírica y b) su fórmula molecular.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1, O=16, C = 12
Solución:
a) C2H5O
b) C4H10O2
3.- El amoníaco, gas, se puede obtener calentando juntos cloruro de amonio e hidróxido
de calcio sólidos. En la reacción se forman también cloruro de calcio y agua. Si se
calienta una mezcla formada por 26, 75 g de cloruro de amonio y 14,8 g de hidróxido de
calcio, calcula:
a) Cuántos litros de amoníaco, medidos a 0ºC y 1, 0 atmósferas, se formarán.
b) Qué reactivo queda en exceso y en qué cantidad.
Datos: Masas atómicas relativas: N = 14, H = 1, O = 16, Cl = 35,5, Ca = 40
R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 8,96 L
b) 0, 1 mol de NH4Cl en exceso.
4.-La etiqueta de una botella de ácido nítrico señala como datos del mismo: densidad
1, 40 kg/L y riqueza 65% en peso, además de señalar sus características de peligrosidad.
a) ¿Qué volumen de la misma se necesitarán para preparar 250 cm3 de una
disolución 0, 5 M?
b) Explica el procedimiento seguido en el laboratorio y dibuja y nombra el material
necesario para su preparación.
17
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) V=8,66 ml
b) Consultar libro de texto.
5.-Se hace reaccionar una cierta cantidad de NaCl con H2SO4 según la ecuación:
2 Na Cl + H2SO4
Na2SO4 + 2 HCl
El resultado se valora con una disolución de NaOH 0, 5 M, consumiéndose 20 mL de
esta. ¿Cuántos gramos de NaCl reaccionaron?
Solución:
m = 0,585 g NaCl
6.- Una muestra de 1, 268 gramos de cinc del 95% de pureza se trató con un exceso de
una disolución 0,65 M de ácido sulfúrico a 60ºC. ¿Qué volumen se desprendió de
hidrógeno en condiciones normales?
Datos: Zn = 65,39
Solución:
V = 0,413 L
7.- ¿Cuántos mL de H2SO4 concentrado de densidad 1, 84 g/mL y 96% en peso de
ácido son necesarios para preparar un litro de disolución molar?
Datos: H = 1, S = 32, = = 16
Solución:
V = 55,5 mL
8.-En la determinación de la concentración de una disolución de hidróxido de calcio se
utilizó una disolución de ácido clorhídrico de densidad 1, 032 g/mL que contenía un 8%
en peso. Se necesitan 17,6 mL de la disolución de ácido clorhídrico para neutralizar 25
mL de la disolución de hidróxido de calcio. Calcula:
a) El número de equivalentes de ácido clorhídrico empleados.
b) La molaridad de la disolución de hidróxido de calcio.
c) La masa de hidróxido de calcio presente en la disolución expresada en gramos.
Datos: Cl = 35, 5, H = 1, Ca = 40, O = 16
Solución:
a) 0,0397 equivalentes
b) 0,466M
c) 1,47 g
9.- La combustión completa de 2 g de un hidrocarburo saturado de cadena abierta
conduce a 9, 11 g de productos.
18
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Calcula la fórmula del compuesto.
b) Supón que todo el dióxido de carbono formado se recoge en agua formándose
ácido carbónico. Calcula el volumen de disolución 0, 5 M de NaOH que hay que
añadir para provocar la neutralización completa hasta carbonato.
Solución:
a) C5H12
b)V = 556 ml
10.- Un espeólogo se introduce en una cueva con una lámpara de carburo para
iluminarse. En la lámpara coloca 300 g de carburo, cuyo contenido en carburo de calcio
es del 65% en peso, y medio litro de agua. En el interior de la lámpara se verifica la
reacción (sin ajustar):
CaC2 (s) + H2O (aq)
C2H2 (g) + Ca (OH)2 (aq)
Desprendiéndose acetileno, que es el gas que quema para dar luz.
Calcula el volumen de acetileno que producirá dicha lámpara en las condiciones
ambientales de la cueva ( 11ºC y 750 mmHg) y el tiempo que podrá mantenerse
encendida si consume 1, 4 L/min de acetileno en la producción de luz.
Datos: R = 0, 082 atm.L mol-1.K-1 ; H = 1 , C = 12, Ca= 40
Solución:
a) V = 71,7 L
b) 51,2 min
11.- Disponemos de un recipiente de 5 L que contiene oxígeno a 5 atm de presión y de
otro recipiente de 20 L que contiene nitrógeno a 3 atm, ambos a 20ºC. A continuación,
conectamos los dos recipientes. Explique qué ocurrirá: ¿El nitrógeno pasa al recipiente
del oxígeno? ¿El oxígeno pasa al del nitrógeno?
Calcula la presión del conjunto una vez conectados a 20ºC, así como las presiones
parciales de ambos gases.
Datos: R = 0, 082 atm.L mol-1.K-1 ; N = 14 , O = 16
Solución:
P = 3,4 atm; P oxígeno = 1 atm; P nitrógeno = 2, 4 atm
12.- El carburo de silicio, Si C, o carborundo, es un abrasivo de gran aplicación
industrial. Se obtiene a partir de SiO2 (s) + 3 C (s)
SiC (s) + 2 CO (g)
Calcula:
a) La cantidad de SiC (en toneladas) que se obtendrá a partir de una tonelada de
SiO2 del 93% de pureza.
b) La cantidad de carbono (en kilogramos) necesaria para completar la reacción
anterior.
c) El volumen de CO (m3) medido a 20ºC y 705 mmHg producido como
consecuencia de la reacción anterior.
19
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Datos: Masas atómicas relativas: C = 12, O = 16, Si = 28. R = 0, 082 atm.L mol-1.K-1
Solución:
a) 0,62 T
b) 558 kg
c) V = 802,9 m3
13.- Un compuesto orgánico presenta la siguiente composición centesimal : C = 58,5 %,
H = 4, 1 %, N = 11,4% y O = 26%.
Por otra parte se sabe que 1, 5 gramos de ese compuesto en fase gaseosa a la presión de
1 atmósfera y a 500 K de temperatura, ocupan un volumen de 500 mL.
Determina:
a) La fórmula empírica de ese compuesto.
b) Su fórmula molecular.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16
R = 0, 082 atm.L mol-1.K-1
Solución:
a) C6H5NO2
b) C6H5NO2
20
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
ESTRUCTURA ATÓMICA. SISTEMA PERIÓDICO
1.- a) Defina afinidad electrónica.
b) ¿Qué criterio se sigue para ordenar los elementos en la tabla periódica?
c) Justifique cómo varía la energía de ionización a lo largo de un período.
2.- La primera energía de ionización del fósforo es de 1012 kJ.mol-1, y la del azufre, de
999,5 kJ.mol-1. Defina energía de ionización e indique, razonadamente, si los valores
anteriores son los que cabe esperar para la configuración electrónica de los dos
elementos.
3.- Dadas las configuraciones electrónicas para los átomos neutros:
M: 1s2 2s2 2p6 3s1
N: 1s2 2s2 2p6 5s1
Explique cada una de las siguientes afirmaciones e indique si alguna de ellas es falsa:
a) La configuración M corresponde a un átomo de sodio
b) M y N representan elementos diferentes
c) Para pasar de la configuración M a la N, se necesita energía.
4.- a) Escribir las configuraciones electrónicas de los elementos de números atómicos
Z=11 y Z=16. Basándose en ellas, decir de qué elementos se trata y razonar la f´romula
y el tipo de enlace químico del compuesto binario que son capaces de formar.
b) Utilizando el modelo de repulsión de los pares de elctrones de la capa de valencia
(RPECV), predecir la geometría de la molécula CH3Cl.Razonar si se trata de una
molécula polar.
c) Explicar cuál puede ser la razón de la diferencia en los puntos de ebullición de las
siguientes sustancias:
Sustancia
CH2O
C2H6
Masa molecular
30
30
Punto de ebullición (ºC)
-21
-89
5.- a) Escribir la estructura de Lewis y el nombre de un compuesto representativo de
cada una de las siguientes clases de compuestos orgánicos: aldehídos, ácidos
carboxílicos y ésteres.
b) Escribir y nombrar un producto de oxidación del aldehído seleccionado.
c) Explicar por qué el metanoato de metilo (masa molecular = 60) tiene un punto de
ebullición inferior al del ácido etanoico (masa molecular = 60).
6.-El último electrón que completa la configuración electrónica, en su estado
fundamental, de un átomo del elemento A del Sistema Periódico tiene como números
cuánticos: n=3, l=2.
21
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
El último electrón que completa la configuración electrónica, en su estado fundamental,
de un átomo del elemento B del Sistema Periódico tiene como números cuánticos n=4 y
l=1.
a) Indicar, razonadamente, entre qué valores está comprendido el número atómico
del elemento A y el del elemento B.
b) Indicar, razonadamente, el elemento más electronegativo.
7.-Indicar los valores posibles de los números cuánticos n, l, m y s para un electrón
situado en un orbital 4f.
8.- a) Las siguientes configuraciones electrónicas de átomos en su estado fundamental
son incorrectas. Indica por qué:
i.
ii.
iii.
iv.
1s2 2s2 2p5 3s1
1s2 2s1 2p6 3s2
1s2 2s2 2p6 3s2 3d2
1s3 2s2 2p4
b) Ordena los siguientes cationes en orden creciente de radio atómico: Be2+, Li+, Na+ y
K+. Razona tu respuesta.
9.- a) Escriba las configuraciones electrónicas externas características de los metales
alcalinotérreos y de los halógenos. Ponga un ejemplo de cada uno.
b) ¿Quien presenta mayor afinidad electrónica, los metales alcalinos o los
alcalinotérreos?
c) Defina potencial (energía) de ionización. Indique y justifique qué elemento del
sistema periódico tiene la mayor energía de ionización .
10.- a) Razone cuál de los dos iones que se indican tiene mayor radio iónico: Na+ y
Al3+.
b) ¿Cuántos electrones puede haber con n=3 en un mismo átomo? ¿En qué principio de
basa?
11.- Para los tres elementos siguientes, el número atómico es 19, 35 y 54. Indique de
forma razonada:
a)
b)
c)
d)
e)
El elemento y su configuración electrónica
Grupo y período del sistema periódico al cual pertenece.
El elemento que tiene menor potencial de ionización.
El estado de oxidación más probable en cada caso.
Configuración electrónica de los iones resultantes en el apartado anterior.
12.- Un átomo tiene la configuración electrónica siguientes: 1s2 2s2 2p6 2s2 3p6 5s1:
¿cuáles serán los números cuánticos de su electrón más externo?.
Justifique la veracidad ola falsedad de las afirmaciones siguientes sobre el átomo
anterior y su configuración electrónica:
a) Se encuentra en su estado fundamental.
22
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) Pertenece al grupo de los elementos alcalinos.
c) El del quinto período del sistema periódico.
d) Formará preferentemente compuestos con enlace covalente.
13.- Supongamos cuatro elementos del sistema periódico A, B, C y D, cuyos números
atómicos son: 37, 38, 53 y 54, respectivamente:
a)
b)
c)
d)
e)
Escriba sus configuraciones electrónicas.
¿A qué grupo y período pertenece cada elemento?
Señale y justifique cuál de los elementos presenta mayor afinidad electrónica.
Razone el tipo de enlace que se establecerá entre A y C.
¿Qué elemento presenta mayor radio atómico?
14.-a) Ordene de mayor a menor radio iónico, justificando tu respuesta, los siguientes
iones, Be2+, Li+, F-, N3-.
b) Ordene de mayor a menor potencial de ionización, justificando su respuesta, los
elementos de los que estos iones proceden.
15.- En la misma columna del Sistema Periódico se encuentran los siguientes
elementos, colocados por orden creciente de número atómico: Flúor, cloro, bromo. El
número atómico del flúor es el 9.
a)
b)
c)
d)
Escribe la configuración electrónica de los tres elementos.
Razona cuál de ellos es el más electronegativo.
Explica el ion que tiene tendencia a formar cada uno de ellos.
Explica si cada ion es mayor o menor que el átomo del que procede.
16.-Ordene, razonando la respuesta, los siguientes elementos: sodio, aluminio, silicio,
magnesio, fósforo y cloro, según:
a) Su poder reductor.
b) Su carácter metálico.
c) Su electronegatividad.
23
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
ESTRUCTURA ATÓMICA. SISTEMA PERIÓDICO
1.- Dado el elemento Z =19:
a) Escriba su configuración electrónica
b) Indique a qué grupo y período pertenece
c) ¿Cuáles son los valores posibles que pueden tomar los números cuánticos de su
electrón más externo?
2.- Dados los elementos de números atómicos 19, 25 y 48:
a) Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental de estos
elementos.
b) Indique el grupo y período al que pertenece cada uno y explique si el elemento
de número atómico 30 pertenece al mismo período o al mismo grupo que los
anteriores.
c) ¿Qué características común presentan en su configuración electrónica los
elementos de un mismo grupo?
3.- Los números atómicos de varios elementos son los siguientes: A = 9, B=16 , C= 17 ,
D=19 , E=20. Explique razonando la respuesta:
a) Cuál de ellos es un metal alcalino.
b) Cuál es el más electronegativo.
c) Cuál es el de menor potencial de ionización.
4.-a) Indicar razonadamente los números cuánticos que pueden tener los electrones
desapareados del elemento del Sistema Periódico de número atómico Z=16.
b) Dados los números cuánticos del último electrón que completa la configuración
electrónica, en su estado fundamental, de dos elementos del Sistema Periódico. ¿Cómo
puede saberse si forman un enlace iónico?
5.-Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciados:
a) Una combinación posible de números cuánticos para un electrón situado en un
orbital 2p es (2, 0, 0, ½).
b) El primer potencial de ionización del Ne es superior al del Na.
6.- Indica en los siguientes pares de iones cuál es el de mayor radio: K+ y Ca2+; S2- y ClJustifica la respuesta.
Datos: K=19 Ca=20 S=16 Cl=17
7.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos:
A : 1s2 2s2 2p2 ;
B: 1s2 2s2 2p1 3s1
Indique de un modo razonado si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas:
24
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Es posible la configuración dada para B.
b) Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento.
c) Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A.
8.- Dos átomos de hidrógeno se encuentran en los estados excitados correspondientes a
los niveles n=2 y n=4, respectivamente. Si estos átomos vuelven directamente a su
estado fundamental:
a) Justifique si los átomos emitirán o absorberán energía en forma de radiación.
b) Razone para cuál de los dos átomos la radiación electromagnética implicada
tendrá más energía y para cuál de ellos la longitud de onda será mayor.
c) Defina energía de ionización de un átomo y discuta cómo varía con su tamaño.
9.- a) Indique la estructura electrónica de los elementos cuyos números atómicos son:
11, 12, 13, 15 y 17.
Razone la naturaleza de los enlaces que darían:
b) El elemento de número atómico 11 con el de número atómico 17.
c) El de número atómico 12 con el de número atómico 17.
d) El de número atómico 13 con el de número atómico 17.
e) El de número atómico 15 con el de número atómico 17.
10.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:
A: 1s2 2s2 2p3
B: 1s2 2s2 2p6 3s1
C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
2
2
6 2
3
2
2
6
2
5
D: 1s 2s 2p 3s 3p E: 1s 2s 2p 3s 3p
Indica las fórmulas y los tipos de enlace predominantes en los posibles compuestos que
pueden formarse al unirse: AE, BE, CE, DE y EE
11.-Responder, razonando las respuestas, a las siguientes cuestiones que se plantean,
indicado si son verdaderas o falsas:
a) Los valores (3, 2, 2,+1/2) representan a un electrón situado en un orbital 3d.
b) A lo largo de un período, las propiedades químicas de los elementos son
semejantes.
c) La energía de ionización en un período aumenta de izquierda a derecha.
d) Los elementos de un mismo grupo presentan propiedades químicas muy
similares pero no iguales, debido a que su configuración electrónica externa
varía muy poco de unos a otros.
12.-Dadas las siguientes configuraciones electrónicas más externas:
a)
b)
c)
d)
ns1
ns2 np1
ns2 np3
ns2np6
25
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Identifique dos elementos de los grupos anteriores y razone cuáles serán los estados de
oxidación más estables de esos elementos.
13.- Dado el elemento A(Z=17), justifique cuál o cuales de los siguientes elementos,
B(Z=19) , C(Z=35) yD(Z=11):
a)
b)
c)
d)
Se encuentra en su mismo período.
Se encuentran en su mismo grupo
Son más electronegativos
Tienen menor energía de ionización
14.- Enuncie los postulados del modelo atómico de Bohr y explique la diferencia
fundamental entre este modelo y el de Rutherford.
15.- Defina la electronegatividad y justifique el orden que presentará respecto a esta
propiedad los elementos: calcio, aluminio, potasio, oxígeno, helio y fósforo.
Datos: Ca=20 K=19 P=15 Al=13 O=8
He=2
16.- a) Escribe la configuración electrónica de los átomos de azufre (Z=16), calcio
(Z=20) y selenio (Z=34). Ordénalos de mayor a menor tamaño.
b) Escribe la configuración electrónica de los iones S2- , Ca2+ y Se2-. Ordénalos de
mayor a menor tamaño.
17.- a) Ordene razonadamente los elementos A, B y C cuyos números atómicos son 3,
11 y 19 respectivamente, por orden creciente de su energía de ionización.
b) Ordene razonadamente los elementos D, E y F cuyos números atómicos son 4, 6 y 9
respectivamente, por orden creciente de su radio atómico.
26
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
ESTRUCTURA ATÓMICA. SISTEMA PERIÓDICO
1.- La configuración electrónica de un átomo excitado de un elemento es
1s22s22p63s23p65s1. Razone cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas y cuáles
falsas para ese elemento:
a) Pertenece al grupo de los alcalinos.
b) Pertenece al período 5 del sistema periódico.
c) Tiene carácter metálico.
Solución:
a) V
b) F
c) V
2.- Sabiendo que los números atómicos del argón y del potasio son 18 y 19,
respectivamente, razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones:
a) El número de electrones de los iones K+ es igual al de los átomos neutros del gas
argón.
b) El número de protones de los iones 39K+ es igual al de los átomos 40Ar.
c) Los iones K+ y los átomos de gas argón no son isótopos.
d) El potasio y el argón tiene propiedades químicas distintas.
Solución:
a) V
b) F
c) V
d) V
3.- La configuración electrónica de un átomo de un elemento del sistema periódico, en
su estado fundamental, es: 1s22s22p63s23p63d84s2.
a) Indicar razonadamente los números cuánticos del último electrón que completa
la configuración electrónica anterior.
b) Indicar razonadamente los números cuánticos del electrón más externo en la
configuración electrónica anterior.
c) Indicar razonadamente la situación de este elemento en el sistema periódico.
d) Indicar razonadamente cuántos electrones desapareados tiene un átomo de este
elemento, en su estado fundamental.
Solución:
a) 10 posibilidades (Ej: (3, 2, 0,-1/2)
b) 2 posibilidades (Ej: (4, 0, 0, 1/2)
c) 4º periodo.
d) 2
4.- A es un elemento químico cuya configuración electrónica en la última capa es 3s1,
mientras que B es otro elemento cuya configuración para la capa de valencia es 4s24p5.
27
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) ¿Cuál de estos elementos tiende a perder electrones y cuál a ganarlos?
b) ¿Qué tipo de enlace cabe esperar para el compuesto AB?
Solución:
a) A y B
b) Iónico.
5.-Indicar, y justificar en cada caso, el elemento químico que se corresponde con la
característica señalada:
a) Es el elemento del grupo del nitrógeno que posee mayor carácter metálico.
b) Es el elemento del grupo del nitrógeno que posee mayor energía de ionización.
c) Es el elemento cuyo ion dipositivo posee la configuración electrónica [Ar]4s2.
Solución:
a) Bi
b) N
c) Ti
6.-Sea el elemento de Z = 20. Explique de manera razonada:
a)
b)
c)
d)
Su configuración electrónica, su nombre y el tipo de elemento que es.
Su situación en el sistema periódico, y cite otro elemento de su mismo grupo.
Las valencias más probables que puede presentar.
Cuáles son los números cuánticos de su electrón diferenciador.
Solución:
a) Ca
b) 4º periodo. Grupo 2 (Alcalinotérreos).
c) + 2
d) (4, 0, 0, ±1/2)
7.-Considere la configuración electrónica: 1s22s22p63s23p63d84s2.
a) ¿A que elemento corresponde?
b) ¿Cuál es su situación en el sistema periódico?
c) Indique los valores de los números cuánticos del último electrón.
d) Nombre dos elementos cuyas propiedades sean semejantes a este.
Razone las respuestas.
Solución:
a) Ni
b) 4º Periodo. Grupo 10 (Metales de transición).
c) Electrón diferenciador: 5 posibilidades. Electrón más externo: 2 posibilidades
d) Pd y Pt
8.- En la siguiente tabla se indica el número de partículas subatómicas de diferentes
átomos. Indica y justifica:
28
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
a)
b)
c)
d)
2º BACHILLERATO
Cuáles de estas especies son átomos neutros.
Cuáles son iones e indica de qué iones se trata.
Cuáles son isótopos y en qué se diferencian.
Cuáles son metales y cuáles no metales.
Átomo
Número de
electrones
Número de
protones
Número de
neutrones
I
5
II
5
III
10
IV
10
V
13
5
5
7
12
13
5
6
7
13
14
Solución:
a) I, II, V
b) III, IV
c) I, II
d) Metales: IV, V
No Metales: I, II, III
9.- El elemento A (Z=11) se combina con el elemento B (Z = 17). Responder a las
siguientes cuestiones:
a)
b)
c)
d)
Indicar las configuraciones electrónicas de dichos elementos.
Indicara qué grupo y período pertenecen.
¿Cuál de ellos tendrá mayor afinidad electrónica? Razonar la respuesta.
Razonar qué tipo de enlace se podrá formar entre A y B, y cuál será la fórmula
del compuesto resultante.
Solución:
a) 3º Periodo. Grupo 1 (alcalinos) y G 17 (halógenos)
b) B
c) Iónico
10.-Explique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a)
b)
c)
d)
Un ion Ca2+ tiene más protones que un átomo de Ca.
Un ion Na+ pesa más que un átomo de Na.
Un ion S2- tiene configuración electrónica de gas noble.
El ion Li+ es isoelectrónico con el ion Be2+.
Solución:
a) F
b) F
c) V
d) V
11.- Dado el elemento de Z = 22 responda a las siguientes cuestiones:
a) Escriba su configuración electrónica.
b) Indique a qué grupo y período pertenece.
29
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
c) ¿Cuáles serán los iones más estables de este elemento?
Solución:
a) 1s22s22p63s23p64s2 3d2
b) 4º Periodo. Grupo 4 (Metales de transición).
c) X2+, X4+.
12.- Para el elemento químico que se ubica dentro del sistema periódico en el grupo 16
o (VIA) y en el tercer período, indique:
a) La estructura electrónica en su estado fundamental
b) El número de electrones de valencia que poseerá.
c) El tipo de enlace (iónico, covalente, etc.) que formará cuando se enlace con
oxígeno.
d) Formule las sustancias que se obtienen cuando ese elemento se combina con
oxígeno y resalte alguna propiedad destacada de las mismas.
Solución:
a) 1s22s22p63s23p64s2 3d10 4p4
b) 6
c) Covalente
d) SO, SO2 y SO3
13.-Indique la posición en el sistema periódico de los elementos calcio, cesio, fósforo,
neón y cinc, y discuta sus propiedades periódicas.
Datos: números atómicos: Ca= 20, Cs= 55, P= 15, Ne= 10 Zn = 30
Solución:
4º Periodo y Grupo 2 (alcalinotérreos).
6º Periodo y Grupo 1 (alcalinos).
3º Periodo y Grupo 15 (nitrogenoideos).
2º Periodo y Grupo 18 (gases nobles).
4º Periodo y Grupo 12 (metales de transición).
14.-Dadas las siguientes configuraciones electrónicas:
A: 1s22s22p2
B: 1s22s22p13s1
Razona si las siguientes afirmaciones son ciertas o falsas:
a)
b)
c)
d)
Ambas configuraciones corresponden a átomos en su estado fundamental.
La configuración A corresponde a un átomo de un gas noble.
Las dos configuraciones corresponden a átomos de un mismo elemento.
Para separar un electrón de A se requiere más energía que para separarlo de B.
Solución:
a) F
b) F
c) C
30
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
d) C
15.- a) Ordene los siguientes elementos según el tamaño creciente de sus átomos,
justificando la respuesta: F; Mg; Ne; K; Cl; P.
b) Ordene las siguientes especies químicas de mayor a menor tamaño justificando la
respuesta: Na+; F-, Mg2+, O2-, N3-; Al3+.
Datos: Números atómicos: N:7; O:8; F:9; Ne:10; Na:11; Mg:12; Al:13; P:15; Cl:17;
K:19.
Solución:
a) Ne < F < Cl < P < Mg < K
b) N3- > O2- > F- > Na+ > Mg2+ > Al3+
31
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
ESTUCTURA ATÓMICA. SISTEMA PERIÓDICO
1.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas externas:
ns1
ns2np1
ns2np6
a) Identifica el grupo del Sistema Periódico al que corresponde cada una de ellas.
b) Para el caso n = 4, escribe la configuración electrónica completa del elemento de
cada uno de esos grupos y nómbralo.
2.- a) Indica la configuración electrónica de los átomos de los elementos A, B y C cuyos
números atómicos son 13, 17 y 20, respectivamente.
b) Escribe la configuración electrónica del ion más estable de cada uno de ellos.
c) Ordena estos iones por orden creciente de sus radios, explicando su ordenación.
3.- Dados los elementos A (Z = 13), B (Z = 9) y C (Z = 19):
a) Escribe sus configuraciones electrónicas utilizando la notación s, p , d.
b) ¿Cuál será la configuración electrónica del ion más estable de cada uno?
c) Define el concepto de electronegatividad e indica cuál de los elementos
anteriores se espera que tenga el valor más alto y cuál el más bajo.
4.- Indica, razonadamente, los números cuánticos (n, l, m, s) del último electrón que
completa la configuración electrónica, en su estado fundamental, de los elementos del
sistema periódico del número atómico 32, 33, 34 y 35.
5.- Los siguientes enunciados son falsos: indica la razón de ello y
correctamente:
rescríbelos
a) Para los siguientes cationes, el orden de tamaño del radio iónico es:
Al3+ > Na+ > Mg2+
b) El azufre, el oxígeno y el selenio poseen valencias 2, 4 y 6.
Datos: Números atómicos O = 8, Na = 11; Mg = 12; Al = 13; S = 16; Se = 34
6.- Indica la configuración electrónica de la capa de valencia correspondiente al
elemento del grupo V A ( o grupo 15) situado en el cuarto período. ¿Qué tipo de enlace
poseen los óxidos de este elemento? ¿Por qué?
7.- Contesta a los siguientes apartados:
a) Enuncia el principio de exclusión de Pauli y analiza las consecuencias que se
derivan del mismo.
b) Enuncia el principio de incertidumbre de Heisenberg.
c) Define qué es un orbital atómico.
8.- Considera las siguientes configuraciones electrónicas en estado fundamental:
1ª) 1s2 2s2 2p7 ; 2ª) 1s2 2s3 ; 3ª) 1s2 2s22p5 ; 4ª ) 1s2 2s2 2p6 3s1
32
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Razona cuáles cumplen el principio de exclusión de Pauli.
b) Deduce el estado de oxidación más probable de los elementos cuya
configuración sea correcta.
9.- Dados los átomos e iones siguientes: ion cloruro, ion sodio y neón:
a) Escribe su configuración electrónica
b) Justifica cuál de ellos tendrá un radio mayor
c) Razona a cuál de ellos será más fácil arrancarle un electrón.
10.- Sean las configuraciones electrónicas de los átomos neutros:
A (1s2 2s2 2p6 3s1)
B (1s12s22p6 6s1)
Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Se necesita energía para pasar de A y B.
b) A y B representan elementos distintos.
c) Se requiere una menor energía para arrancar un electrón de B que de A.
11.- Los números atómicos de tres elementos A, B y C son 11, 17 y 20 respectivamente:
a) Escribe sus configuraciones electrónicas, e indica de qué elemento se trata:
nombre, símbolo, familia y período.
b) ¿Cuáles serían los iones más estables que se obtendrían a partir de los mismos?
Justifica la respuesta.
c) Si comparamos A con B: ¿Cuál es más electronegativo? ¿Cuál tiene menor
energía de ionización? Justifica las respuestas.
d) Explica qué tipo de enlace se podrá formar entre B y C, y cuál será la fórmula
del compuesto resultante.
12.- Dados los elementos X, Y y Z, cuyos números atómicos son 19, 17 y 12,
respectivamente, indica, razonando las respuestas:
a) La estructura electrónica de sus respectivos estados fundamentales y a qué
grupo pertenecen.
b) Tipo de enlace cuando se unen X e Y, y cuando se unen entres sí átomos de Z.
c) El elemento de menor potencial de ionización.
13.- a) Define número másico, número atómico e isótopo.
b) Si 63 Li y 73Li presentan masas atómicas de 6,0151 y 7,0160 u, y porcentajes de
abundancia del 7, 42 y 92, 58%, respectivamente. Calcula la masa atómica media del
litio.
14.- Describe la estructura electrónica en su estado fundamental de los elementos
químicos cuyos números atómicos son 17 y 37. Ubícalos en el Sistema Periódico y
razona si esos elementos presentarán carácter metálico o si tendrán, en general, carácter
oxidante.
33
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
15.- El catión monovalente de cierto elemento X y el anión divalente de otro elemento
Y tienen la misma configuración electrónica:
1s22s22p63s23p64s23d104p6
a) Razonando la contestación, sitúa los elementos X e Y en el grupo y período del
Sistema Periódico que les corresponde e indica sus números atómicos.
b) Explica cuál de los dos iones tiene mayor volumen.
16.- Los elementos A, B, C y D tiene números atómicos 12, 14, 17 y 37,
respectivamente.
a) Escribe la configuración electrónica de A 2+, B , C- y D.
b) Indica, justificando la respuesta, si las siguientes proposiciones referidas a los
elementos anteriores A, B, C y D son verdaderas o falsas:
B1) El elemento que tiene el radio atómico más pequeño es el B.
B2) El elemento D es el que tiene mayor energía de ionización (I1).
B3) El elemento C es el que tiene mayor afinidad electrónica.
B4) Cuando se combinen C y D se forma un compuesto molecular.
34
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
ENLACE QUÍMICO
1.- Describa la geometría molecular del tricloruro de nitrógeno y del agua que se
obtendría al aplicar cada uno de los siguientes métodos:
a) El método de enlace de valencia utilizando orbitales (puros) simples.
b) Teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (RPECV).
c) Método de enlace de valencia utilizando orbitales híbridos.
2.- a) Ordena las siguientes moléculas por orden creciente de su momento dipolar: BCl3,
H2O y H2S.
b) Explica la hibridación del átomo de B en la molécula de BCl3
Datos: Números atómicos: B=5 Cl=17
3.-a) Indique cuál es la geometría de las moléculas AlH3, BeI2, PH3 y CH4 según la
teoría de la repulsión de par de electrones en la capa de valencia.
b) Señale y justifique si alguna de las moléculas anteriores es polar.
4.- Conteste razonadamente:
a) ¿Qué tipo de enlace N-H existe en el amoníaco? ¿Y entre los átomos de K en el
potasio sólido?
b) ¿Qué fuerzas hay que romper para fundir el bromuro potásico sólido? ¿Y para fundir
el (I2) sólido?
5.- a) ¿Cuál de los siguientes compuestos es más soluble en agua: CsI o CaO? Justifique
la respuesta.
b) ¿Cuáles son las diferencias más importantes entre un enlace sigma y uno pi?
6.-Deduzca las geometrías moleculares de las especies NF3 y BF3, indicando en cada
caso la hibridación de orbitales atómicos del elemento central y su polaridad (si existe).
7.- Defina el concepto de energía de red y explique cuáles son los factores que afectan a
dicha magnitud mediante ejemplos adecuados.
8.- De las siguientes moléculas: NO, C2H4, CO2, N2, CCl4 y SO2, indique:
a) ¿En que moléculas todos los enlaces son sencillos?
b) ¿En qué moléculas existe algún enlace doble?
c) ¿En qué moléculas existe un número impar de electrones. Razone la respuesta
utilizando estructuras de Lewis.
9.- Dadas las siguientes sustancias: H2, NaF, H2O, C (diamante) y CaSO4:
a) Explique el tipo de enlace que presenta cada una.
b) Indique el estado de agregación para esas sustancias en condiciones normales.
10.-Según la teoría del modelo de repulsión de los pares de electrones de la capa de
valencia, indique para las moléculas de metano, CH4, tricloruro de fósforo, PCl3;
hexafluoruro de azufre SF6:
35
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) El número de pares de electrones de enlace y de pares de electrones solitarios que
presentan.
b) La ordenación espacial de los pares de electrones de valencia para el átomo central.
c) La geometría que presenta la molécula.
36
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
ENLACE QUÍMICO
1.- Justifique las siguientes afirmaciones:
a) A 25ºC y 1 atm, el agua es un líquido y el sulfuro de hidrógeno un gas.
b) El etanol es soluble en agua y el etano no lo es
c) En condiciones normales el flúor y el cloro son gases, el bromo es líquido y el
yodo es sólido.
2.-En las siguientes parejas de moléculas, una de ellas es polar y la otra no lo es:
HI, I2
NH3 , BF3
H2O, BeCl2
a) Explique razonadamente la geometría de estas moléculas
b) Indique razonadamente en cada pareja cuál es la molécula polar y cuál la no
polar.
3.- Responder a las siguientes cuestiones:
a) Representar las estructuras de Lewis para las siguientes moléculas es estado
gaseoso indicando el número de pares enlazantes y no enlazantes (libres) en el
entorno de cada átomo central: H2O, BeCl2, BCl3, NH3
b) Razonar qué moléculas se pueden considerar como excepciones a la regla del
octeto.
c) Dibujar la geometría de cada molécula.
Datos: Números atómicos (Z): Cl=17
Be=4 B=5
C=6
N=7
O=8
H=1
4.- a) Definir energía reticular
b) Relacionar la energía reticular con otras energías en el ciclo de Born – Haber para la
formación de NaCl.
c) Se consideran los compuestos iónicos los formados por un mismo catión y los
aniones halógenos (F-,Cl-, Br-, I-). A medida que aumenta el número atómico de los
halógenos, ¿cómo varía el punto de fusión de los compuestos iónicos? Razónalo.
5.- a) Explica cuál es la hibridación de los orbitales de los átomos de carbono en la
molécula de eteno.
b) Indica si las fórmulas de: H2O y CO2 presentan momento bipolar.
6.- Discuta si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Todos los compuestos covalentes tienen bajos puntos de fusión y ebullición.
b) Todas las moléculas que contienen hidrógeno pueden unirse a través de enlaces
de hidrógeno intermoleculares.
7.- A 272 K el magnesio, el agua y el diamante son sólidos, pero la naturaleza de sus
redes cristalinas es muy diferente. Explica el tipo de sólido que forman e indica,
justificándolo, quién presenta un mayor punto de fusión.
37
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
8.- De acuerdo con la teoría de hibridación de los orbitales, predice la geometría de las
moléculas de BeCl2, BCl3 y CH4.
9.-Indica, justificándolo, cuál de los siguientes compuestos es más soluble en agua:
a) NaCl/CCl4
b) CH3OH/CH3-O- CH3
c) C6H6 /H2O2
10.- Calcule la energía de red del cloruro de calcio a partir de los siguientes datos:
∆Hformación (CaCl2)= -796 kJ/mol ; ∆Hsublimación (Ca) = 178 kJ/mol; ∆Hdisociación (Cl2) =
244 kJ/mol ; ∆H1ª ionización (Ca) = 590 kJ/mol ; ∆H2ª ionización(Ca) = 1146 kJ/mol; ∆Haf.
electrónica(Cl) = -349 kJ/mol.
11.- Defina energía reticular de un compuesto iónico y conecte este concepto con el
ciclo de Born-Haber.
12.- Desarrolle, la geometría de las moléculas de BF3, NH3 y CH4. Comente las
diferencias, si las hay, justificando sus afirmaciones.
13.- Dadas las siguientes sustancias: flúor, fluoruro sódico, fluoruro de hidrógeno.
a) Explica el tipo de enlace que se puede encontrar en cada una de ellas.
b) Ordénelas, razonadamente, de mayor a menor punto de fusión.
Datos: (Z): H=1
F=9
Na=11
14.- Considere las siguientes moléculas CCl4, F2O y NCl3. Responda razonadamente a
las siguientes cuestiones:
a) Dibuje su estructura de Lewis
b) Describa su forma geométrica.
c) Clasifique las moléculas anteriores como polares o apolares.
38
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
ENLACE QUÍMICO
1.- En los siguientes compuestos: BCl3, SiF4 y BeCl2.
a) Justifique la geometría de estas moléculas mediante la teoría de repulsión de
pares de electrones de la capa de valencia.
b) ¿Qué orbitales híbrido presenta el átomo central?
2.-Defina el concepto de energía de red y ordene los compuestos iónicos: NaF, KBr y
MgO según los siguientes criterios.
a) Energía de red creciente.
b) Punto de fusión creciente.
Justifica la respuesta.
3.- Una sustancia desconocida tiene un punto de fusión bajo, es muy soluble en
benceno, ligeramente soluble en agua y no conduce la electricidad. Explique
razonadamente a cuál de los siguientes grupos pertenecería probablemente:
a)
b)
c)
d)
Un sólido covalente o atómico.
Un metal
Un sólido iónico
Un sólido molecular.
4.-Las moléculas NO y BF3 son ejemplos de excepción en el cumplimiento de la regla
del octeto. Se pide:
a) Explicar en qué consiste la mencionada regla.
b) Escribir las estructuras de Lewis para esas moléculas y justificar por qué no
cumplen la mencionada regla.
c) Predecir la forma geométrica y la posible polaridad de la molécula de
formaldehído (H2CO)
Datos: (Z) H:1; B:5; C:6; N:7; O:8; F:9
5.-Considerar la molécula BF3. Explicar razonadamente:
a)
b)
c)
d)
Cómo se forma la hibridación que presenta el átomo de boro.
La polaridad de los enlaces B-F
La geometría de la molécula
La polaridad de la molécula.
Datos: B (Z=5), F (Z=9)
6.-Razona el tipo de enlace químico que predomina en cada una de las siguientes
sustancias:
a) Yoduro de cesio
39
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) Níquel
c) Cloruro cálcico
d) Trióxido de dicloro
7.- a) Escribir las estructuras de Lewis correspondientes a las especies químicas:
monoclorometano, dióxido de carbono y amoníaco.
b) Indicar, razonadamente, si alguna de ellas presenta polaridad.
8.- En las cuatro preguntas siguientes, escoja la única respuesta que considere válida:
8.1. Una molécula biatómica:
a)
b)
c)
d)
Siempre tiene carácter polar.
Sólo es polar si los dos átomos son diferentes.
Sólo es polar si los dos átomos son iguales.
No puede ser polar, porque no puede tener estructura angular.
8.2. Una reacción endotérmica: ( pertenece a otro tema)
a)
b)
c)
d)
Calentará el recipiente en el que tenga lugar.
No puede ser espontánea, porque ∆Gº será siempre positivo.
Implica ∆Sº> 0
Refavorecerá si incrementamos la temperatura.
8.3. Indique cuáles de los siguientes compuestos son gases a temperatura ambiente y 1
atm de presión:
1) HCl 2) CO2 3) I2 4)KCl 5)NH3
a)
b)
c)
d)
2y5
2,3 y 5
1,2 y 5
1, 2 y 4
9.-Para las siguientes especies: F2, NaCl, CsF, H2S, AsH3, SiH4, explique
razonadamente:
a)
b)
c)
d)
Cuáles tendrán enlaces covalentes puros
Cuáles tendrán enlaces covalentes polares
Cuáles tendrán enlaces iónicos
Cuál será el enlace con mayor carácter iónico
Datos: Electronegatividades de Pauling: F = 4,0; Na = 0,9; Cl = 3,0; Cs = 0,7; H = 2,1;
S = 2,5; As = 2,0; Si =1,8.
10.-Considere la molécula de acetileno, C2H2. Conteste razonadamente:
a) ¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo de carbono en este compuesto?
¿Cuántos enlaces de tipo σ y cuantos de tipo π presenta la molécula?
40
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) ¿Qué tipo de reacción química tendría lugar esntre esta especie e hidrógeno
molecular? Escriba las reacciones correspondientes indicando los nombres de
los productos.
11.- a) Justificar la polaridad de las siguientes moléculas: HCl, I2 y CH2Cl2 y comente la
naturaleza de las fuerzas intermoleculares presentes.
b) Indique, mediante un ejemplo, la propiedad característica que diferencie un sólido o
compuesto iónico de un sólido o compuesto molecular.
12.-Justifique que el cloruro de potasio tiene un punto de fusión de 770ºC, mientras que
el cloro es un gas a temperatura ambiente.
13.- Predice si serán polares o no las siguientes moléculas: ICl, H2S, CH4, PCl3, BeCl2.
Justifica la respuesta.
14.-El compuesto AX3 no tiene momento dipolar, mientras que el EX3 sí lo tiene, siendo
en ambos casos X un halógeno. A partir de estos datos, indica justificándolo si cada una
de las siguientes proposiciones es correcta o no:
a)
b)
c)
d)
El compuesto AX3 debe tener un enlace doble.
La molécula AX3 debe tener forma planar con ángulos de 120º.
El átomo E del compuesto EX3 tiene electrones de valencia sin compartir.
El átomo E es más electronegativo que el átomo A.
15.-El elemento A (Z=11) se combina con el elemento B (Z=17). Responder a las
siguientes cuestiones:
a)
b)
c)
d)
Indicar las configuraciones electrónicas de dichos elementos.
Indicar a qué grupo y período pertenecen.
¿Cuál de ellos tendrá mayor afinidad electrónica? Razonar la respuesta.
Razonar qué tipo de enlace se podrá formar entre A y B, y cuál será la fórmula
del compuesto resultante.
16.- Dadas las siguientes moléculas: a) CF4; b) C2Br2 (enlace carbono-carbono); c)
C2Cl4 (enlace carbono-carbono). Justificar la veracidad o falsedad de las siguientes
afirmaciones:
a) En todas las moléculas, los carbonos presentan hibridación sp3.
b) El ángulo Cl – C – Cl es próximo a 120º.
c) La molécula C2Br2 es lineal.
17.-Para la molécula NF3:
a) Representa la estructura de Lewis.
b) Prediga la geometría de esta molécula según la teoría de repulsión de los pares
de electrones de la capa de valencia.
c) Justifique si la molécula de NF3 es polar o apolar.
41
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
18.-Explica claramente:
a)
b)
c)
d)
Polaridad de un enlace.
Moléculas polares.
La polaridad en el caso de la molécula de agua.
Propiedades especiales del agua.
19.- Dadas las moléculas: CF4, CO2, Cl2CO, NCl3, responda razonadamente a las
siguientes cuestiones:
a) Represente su estructura de Lewis.
b) Prediga su geometría molecular.
c) Explique si cada una de estas moléculas tiene o no momento bipolar.
42
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
ENLACE QUÍMICO
1.- Dadas las especies químicas Cl2, HCl y CCl4:
a) Indica el tipo de enlace que existirá en cada una.
b) Justifica si los enlaces están polarizados.
c) Razona si dichas moléculas serán polares o apolares.
2.- Para las moléculas BCl3 y NH3, indica:
a) El número de pares de electrones sin compartir de cada átomo central.
b) La hibridación del átomo central.
c) Justifica la geometría de cada molécula según la teoría de Repulsión de Pares de
la capa de Valencia.
3.- Justifica por qué entre las moléculas de CH3OH se produce enlace de hidrógeno
mientras que no existe este tipo de enlace entre las moléculas de HCHO.
4.- a) Ordena, razonadamente, de mayor a menor punto de fusión, compuestos: BaCl2,
MgCl2, SrCl2 y Ca Cl2.
b) De los cinco elementos que forman los compuestos anteriores, indica,
razonadamente, el más electropositivo y el más electronegativo.
Números atómicos: Mg ( Z = 12); Cl(Z=17) ; Ca(Z=20); Sr (Z=38) ; Ba(Z=56).
5.- Indica, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) El Ca y el O forman un enlace covalente polar.
b) El cloruro de rubidio presentan un mayor carácter iónico que el óxido de
magnesio.
c) El cloro y el hidrógeno forman un enlace covalente apolar.
d) El K y el F forman un enlace iónico.
6.-Define los conceptos siguientes aportando algún ejemplo:
a) Enlace iónico
b) Enlace covalente
c) Enlace metálico
7.- La molécula de NH3 es polar porque:
a)
b)
c)
d)
Tiene tres hidrógenos y un solo nitrógeno.
Tiene geometría piramidal
El hidrógeno tiene mucha afinidad por el agua
Todas las moléculas que tienen nitrógeno son polares.
8.- Explica, utilizando orbitales híbridos y razonando las respuestas, el tipo de enlace y
la geometría de las siguientes moléculas:
43
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Etino o acetileno
b) Amoníaco
c) Dióxido de azufre
9.- Indica razonadamente la geometría del tricloruro de boro y del tricloruro de
nitrógeno. Justifica las diferencias entre ambos compuestos.
10.- Entre las siguientes sustancias: HF, SiO2, CH4, I2 y NaCl identifica, razonándolo:
a)
b)
c)
d)
Un gas formado por moléculas tetraédricas.
Aquellos compuestos solubles en tetracloruro de carbono
Una sustancia que presenta interacciones por puente de hidrógeno
Una sustancia soluble en agua que, fundida, conduce la corriente eléctrica.
11.- Supongamos que los sólidos cristalinos siguientes, en cada uno de los grupos,
cristalizan en el mismo tipo de red:
1) NaF, KF, LiF
2) NaF, NaCl, NaBr
Indica razonadamente:
a) El compuesto con mayor energía de red de cada uno de los grupos.
b) El compuesto con menor punto de fusión en cada uno.
12.- Dadas las siguientes moléculas: BeCl2, Cl2CO, NH3 y CH4.
a) Escribe las estructuras de Lewis
b) Determina sus geometría (puedes emplear la Teoería de Reulsión de Pares de
Electrónicos o de Hibridación).
c) Razona si alguna de las moléculas puede formar enlaces de hidrógeno
d) Justifica si las moléculas BeCl2 y NH3 son polares o no.
Datos: Números atómicos (Z) : Be = 4 , Cl = 17; C = 6, O=8, N=7, H=1
13.- Las temperaturas de fusión de : a) aluminio, n) diamante, c) agua, d) nitrógeno son:
-196ºC, 0ºC, 650ºC y 3550ºC aunque no en ese orden. Asigna razonadamente a cada
sustancia a), b), c), y d) una temperatura de fusión, justificándola con el tipo de enlace
y/o fuerza intermolecular que está presente en cada una de ellas.
Datos: Números atómicos: H = 1, C = 6; N = 7; O=8, Al = 13
14.- Dadas las especies químicas H2CO, PH3, SF2, SiH4, responde razonadamente a las
siguientes cuestiones:
a) Representa su estructura de Lewis
b) Predice su geometría molecular
c) Explica si cada una de estas moléculas tiene o no momento dipolar.
44
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Explique razonadamente las siguientes cuestiones:
a) Se sabe que la reacción A(s)
B(s) + C (g) es espontánea. Si en esta reacción
∆S es positivo, ¿podemos deducir que ∆H debe ser negativo?
b) ¿Puede ser espontánea una reacción endotérmica? ¿Qué condiciones deben cumplirse
para ello?
c) Una determinada reacción de hidrogenación es exotérmica y espontánea, pero muy
lenta, si se realiza a 25 ºC y presión atmosférica. ¿Qué puede decir (magnitud o signo)
acerca de los valores de ∆H, ∆G y energía de activación? Si se añade un catalizador a la
reacción, ¿qué valores de los anteriores se modificarán?
Solución:
a) No.
b) Sí.
c) Exotérmica y espontánea. Sólo la Ea.
2.-Defina el concepto de energía libre de Gibbs y escriba su expresión matemática.
¿Para qué se utiliza?
Solución:
Consultar libro de texo.
3.- a) Para una reacción química entre gases, ¿Qué relación existe entre el calor de
reacción a volumen constante y la variación de entalpía en la reacción? ¿Pueden ser
iguales? Razónelo.
b) ¿Podría decirse que una reacción cuya variación de entalpía es negativa es
espontánea? Justifíquelo.
Solución:
a) ΔH = ΔU + Δn.R.T
b) No.
4.- Para una determinada reacción a 25ºC, el valor de ∆Hº es 10,5 kJ y el de ∆Sº es
30, 04 J/K. Según esto, podemos afirmar que:
a)
b)
c)
d)
Se trata de una reacción espontánea
Es una reacción exotérmica
Es una reacción en la que disminuye el desorden
La variación de energía libre es negativa.
Solución:
a) F.
b) F.
c) F.
d) F.
45
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
5.- a) Calcule la variación de la entalpía estándar de la reacción:
CaC2(s) + 2 H2O (l) → Ca (OH)2 (s) + C2H2 (g)
b) Qué calor se desprende en la combustión de 100 dm3 de acetileno, C2H2, medidos a
25ºC y 1 atm.
Datos: Entalpías estándar de formación en kJ.mol-1:
CaC2= -59,0; CO2 = -393,5; H2O = -285,8; Ca(OH)2 = -986,0; C2H2 = 227,0.
Solución:
a) -128,4 kJ
b) 5316,2kJ
6.- Dadas las entalpías de las siguientes reacciones a 25ºC:
2H2(g)+ O2 (g) → 2H2O (l)
∆Hº (kJ)
-572
2C2H6(g) + 7O2 (g) → 4 CO2(g) + 6H2O (l)
-3120
C2H4(g) + 3O2 (g) → 2 CO2(g) + 2H2O (l)
-1411
a) Escribir la reacción de hidrogenación del eteno y deducir si se trata de una
reacción endotérmica o exotérmica.
b) Predecir, razonadamente, el signo para su cambio de entropía y justificar por qué
puede ser espontánea a bajas temperaturas y, sin embargo, no puede serlo a
temperaturas altas.
Solución:
b) Exotérmica y espontánea.
7.- Los calores de formación estándar de los hidrocarburos C4H8 y C4H10 son,
respectivamente, -13,8 kJ/mol y -123,6 kJ/mol.
a) Calcular el calor absorbido o desprendido, en condiciones estándar, en la
hidrogenación de 15 g de C4H8 según la reacción:
C4H8 (g) + H2 (g) → C4H10 (g)
b) Razonar si la hidrogenación será espontánea a temperaturas altas o bajas.
Datos: Masas atómicas: H=1 C=12
Solución:
a) -109,8 kJ, para15 g -29,4 kJ
46
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
8.- El aluminio es un agente eficiente para la reducción de óxidos metálicos. Un
ejemplo de ello es la reducción del óxido de hierro (III) a hierro metálico según la
reacción:
Fe2O3 (s) + 2 Al (s) → Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
Calcula:
a) El calor desprendido en la reducción de 100 g de Fe2O3 a 298 K.
b) La variación de energía libre de Gibbs a 298 K. ¿Es espontánea la reacción a esa
temperatura?
Datos: ∆Hºf en kJ/mol: Fe2O3 (s) = -821,37; Al2O3 (s) = -1668,24.
Sº en J.mol-1.K-1: Fe2O3 (s) = 90 ; Al2O3 (s) = 51; Al= 28,3; Fe=27,2
Masas atómicas: Fe = 55,85; O=16
Solución:
a) Q = 530,3 kJ
b) Sí.
9.-La reacción de una mezcla de aluminio en polvo con óxido de hierro (III) genera
hierro y óxido de aluminio. La reacción es tan exotérmica, que el calor liberado es
suficiente para fundir el hierro que se produce.
a) Calcula el cambio de entalpía que tienen lugar cuando reaccionan
completamente 53,96 gramos de aluminio con un exceso de óxido de hierro (III)
a temperatura ambiente.
b) ¿Cuántos gramos de hierro se obtienen si el rendimiento de la reacción es del
85%?
Datos: ∆Hºf Fe2O3 (s) = -822,2 kJ; Al2O3 (s) = -1676 kJ
Solución:
a) -854,1 kJ
b) 94,9 g de Fe
10.-El clorato de potasio de descompone en cloruro de potasio y oxígeno. Las entalpías
estándar de formación del cloruro de potasio y el clorato de potasio a 25ºC son,
respectivamente, -437 kJ.mol-1 y -398 kJ.mol-1.
a) Escriba la reacción correspondiente a la descomposición.
b) Calcule la variación de entalpía de la reacción e indique si esta es exotérmica o
endotérmica.
c) Razone cuál será el signo de la variación de la entropía estándar de la reacción.
d) Justifique si la reacción será o no espontánea en condiciones estándar.
Solución:
-39 kJ
47
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
11.- a) Calcule la variación de entalpía estándar correspondiente a la disociación del
carbonato de calcio sólido en óxido de calcio sólido y dióxido de carbono gaseoso. ¿Es
un proceso exotérmico o endotérmico? Razone la respuesta. Escriba todas las reacciones
implicadas.
b) ¿Qué volumen de CO2, en condiciones normales, se produce al descomponerse 750 g
de CaCO3?
Datos: ∆Hºf CaCO3 = -1206,9 kJ/mol; ∆Hºf CO2= -393,13 kJ/mol; ∆Hºf CaO= -635,1
kJ/mol
Solución:
a) + 178,7 kJ
b) V= 167,8 L
12.-Se quiere determinar ∆H del proceso de disolución de un compuesto iónico AB.
Indique el procedimiento que debe seguirse y el material necesario. Si al disolverse 0, 2
moles de dicha sustancia en 500 mL de agua se produce un incremento de temperatura
de 2ºC, ¿cuál será el valor de ∆H, en J/mol para dicho proceso de disolución?
Datos: Ce (disolución) =Ce (agua) = 4,18 J/g.ºC
Densidad del agua= 1g/mL
Masa de disolución = Masa de agua.
Solución:
-20 900 J/mol
13.-Calcule el calor de hidrogenación del eteno, sabiendo que el calor de combustión
del eteno y del etano son del -337,3 y -372,9 kcal/mol, respectivamente, y que la
entalpía de formación del agua es de -68,3 kcal/mol.
Solución:
-32,7 kcal
14.- Cuando se quema 1 g de ácido acético (ácido etanoico) de desprenden 14,5 kJ,
según:
CH3COOH + O2 (g) → CO2 + H2O
a) ¿Cuál será el valor de la entalpía de combustión?
b) Halle la entalpía estándar de formación del ácido acético.
Datos: Masas atómicas: C=12; H=1; O=16
∆Hºf (CO2) = -394 kJ/mol
∆Hºf (H2O) = -259 kJ/mol.
Solución:
a) 870 kJ
b) -436 kJ/mol
15.- Por necesidades de refrigeración se debe enfriar con hielo (0ºC) 100 L de agua que
se encuentran a 80ºC en un recipiente, hasta alcanzar una temperatura de 25ºC.
48
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Suponiendo que no hay desprendimiento de calor el medio ambiente, ¿qué cantidad de
hielo es necesaria para el proceso?
Datos: C fusión hielo = 334,7 kJ/kg
Densidad agua= 1 kg/L
Ce agua = 4, 18 kJ/kg.K
Solución:
m = 89,6 kg a 0ºC
16.- Determine la cantidad de calor que se necesita emplear para producir 7 toneladas de
óxido de calcio, mediante la descomposición de carbonato de calcio en su óxido de
carbono, si el rendimiento de la descomposición de del 90 %.
Datos: ∆Hºf (CaCO3) = - 1209,6 kJ/mol.
∆Hºf (CO2) = -393,3 kJ/mol
∆Hºf (CaO) = -635,1 kJ/mol.
Mn (CaO) = 56,0 g/mol.
Solución:
Q = 2,52 .107 kJ
17.-Dadas la siguientes entalpías de formación: CO2 (g) = -393,5 kJ/mol;
H2O (l) = -285,5 kJ/mol y C4H10 (g) = -124,7 J/mol:
a) Escriba las reacciones a las que se refieren estos datos.
b) Calcule el calor de combustión del C4H10 (g).
Solución:
b) -2877 kJ
18.- Cuando se añade HCl al CH2=CH-CH3 (propeno), se obtiene CH3-CHCl-CH3
(cloruro de isopropilo).
Calcule la entalpía de la reacción a partir de las energías de enlace siguientes:
C-C = 348 kJ/mol; C=C = 619 kJ/mol; H-Cl = 432 kJ/mol; C-H = 413 kJ/mol;
C-Cl = 326 kJ/mol.
Solución:
-36 kJ
19.- Dada la reacción:
2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g)
a) Explica si la descomposición del agua oxigenada es un proceso endotérmico o
exotérmico.
b) Determina si el proceso es espontáneo en condiciones estándar. ¿Es espontánea a
cualquier temperatura?
Datos
49
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
H2O2(l)
H2O(l)
O2(g)
∆Hºf kJ/mol
-187,8
-285,8
0
2º BACHILLERATO
Sº(J/mol.K)
109,6
70
205
Solución:
a) -196 kJ. Exotérmico.
b) -233,6 kJ. Exotérmico.
20.- El ácido acético se obtiene industrialmente por la reacción del metanol con
monóxido de carbono.
a) Razone si la reacción es exotérmica o endotérmica.
b) Calcule la cantidad de energía intercambiada al hacer reaccionar 50 kg de metanol
con 30 kg de monóxido de carbono, siendo el rendimiento de la reacción del 80%.
Datos: Entalpía de formación:
Metanol: -238 kJ.mol-1
Ácido acético: -485 kJ.mol-1
Monóxido de carbono: -110 kJ.mol-1
Masas atómicas: H=1; C=12; O=16
Solución:
a) - 137 kJ (exotérmica).
b) -1,17.105 kJ
50
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- El proceso de fotosíntesis se puede representar por la ecuación:
6CO2 (g) + 6 H2O (l) → C6H12O6(s) + 6 O2 (g)
∆Hº = 3402,8 kJ
Calcule:
a) La entalpía de formación estándar de la glucosa, C6H12O6
b) La energía necesaria para la formación de 500 g de glucosa mediante
fotosíntesis.
Datos: ∆Hºf [H2O(l)] = -285,5kJ/mol
C=12 H=1 O=16
∆Hºf [CO2(g)] = -393,5kJ/mol
Solución:
a) -673 kJ /mol
b) 459,8 kJ
2.-Razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones:
a) Las reacciones endotérmicas tienen energías de activación mayores que las
reacciones exotérmicas.
b) En una reacción, A
B, se determina que, a una cierta presión y
temperatura, la reacción es espontánea y endotérmica, por lo que B tiene una
estructura más ordenada que A.
c) En un proceso espontáneo, la variación de entropía del sistema puede ser nula.
Solución:
a) F.
b) F.
c) V.
3.- a) Calcule la energía estándar de la reacción que tiene lugar en la etapa final de la
producción de ácido nítrico:
NO2 (g) + H2O (l)
→
HNO3 (ac) + NO (g)
En la que el dióxido de nitrógeno (gas) se disuelve en agua (líquida) dando ácido nítrico
(acuoso) y monóxido de nitrógeno (gas).
Datos: ∆Hºf [NO2(g)] = + 33,2kJ/mol
∆Hºf [HNO3(ac)] = -207,4kJ/mol
∆Hºf [NO(g)] = +90,25kJ/mol
∆Hºf [H2O(l)] = -241,8kJ/mol
b) Calcule la molaridad de la disolución de ácido nítrico que se obtendrá si se parte de
10litros de dióxido de nitrógeno, medidos a 25ºC y 3 atmósferas y se hace reaccionar
con 4 litros de agua. (Suponga que el volumen del líquido, 4 litros, no cambia al
disolverle gas).
R= 0, 082 artm.L/mol.K
51
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) -182,3 kJ
b) 0, 2M
4.- En la combustión completa en condiciones estándar de 6 litros de eteno (C2H4),
medidos a 27ºC y 740 mm de Hg, se desprenden 314kJ, quedando el agua en estado
gaseoso. Calcula:
a) La entalpía de combustión estándar del eteno.
b) La entalpía de formación a 298 K del eteno.
c) La variación de entropía a 298 K para el proceso de combustión considerado
(para 6 litros de eteno).
Datos: ∆Gº para la combustión del eteno: -1314,15 kJ.mol-1
∆Hºf [CO2(g)] = -393,5 kJ/mol
∆Hºf [H2O(g)] = -241,8 kJ/mol
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) - 1309 kJ /mol
b) + 38,4 kJ /mol
c) 4,15 J/K
5.- Considere la reacción:
H2 (g) + Cl (g)
→
←
2HCl (g) ; ∆H= -184,6kJ
Si reaccionan, en un recipiente, 3 moles de H2 (g) y 5 moles de Cl2 (g); manteniendo la
presión constante de 1 atmósfera y a la temperatura de 25ºC
a) Calcular el trabajo realizado y dar el resultado en julios
b) Calcular la variación de la energía interna del sistema
Solución: W = 0 ; ∆U = -553,8 kJ
6.- a) Para que una reacción química sea espontánea, ¿es suficiente con que sea
exotérmica? Razone la respuesta.
b) Enuncie la ley de Hess y comente alguna de sus aplicaciones.
Solución: No
7.- De acuerdo con la ecuación que relaciona la variación de energía libre con la
variación de entalpía y la variación de entropía, razonar:
a) Cuándo un proceso químico es espontáneo
b) Cuándo un proceso químico es no espontáneo
c) Cuándo está en equilibrio
52
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
8.- Determina la variación de entalpía estándar de la reacción de hidrogenación del
eteno:
a) A partir de la entalpías de formación estándar.
b) Utilizando las entalpías de enlace estándar
c) Con las entalpías de combustión estándar del etano, el eteno y el calor de
formación del agua.
Datos:
∆Hºf [eteno] = 52,30 kJ/mol
∆Hºf [etano] = -84,60 kJ/mol
∆Hºc [etano] = -1560,95 kJ/mol
∆Hºf [agua] = -285,50 kJ/mol
∆Hºc [eteno] = -1411,93 kJ/mol
E ( C = C)= 610 kJ/mol
E ( C - C)= 347 kJ/mol
E ( H- H)= 436kJ/mol
E ( C-H)=415 kJ/mol
Solución:
-136,9 kJ
9.- Sabiendo que los calores de formación a 298 K del butano (C4H10), dióxido de
carbono y agua, son -125 kJ/mol , -393 kJ/mol , -242 kJ/mol, respectivamente, calcular:
a) La entalpía de combustión del butano haciendo uso de la ley de Hess
b) La variación de energía interna que acompaña al procso.
R= 8, 31. 10-3 kJ.mol-1K-1
Solución:
a) -2657 kJ
b) ∆U = 2661 kJ
10.- Explica razonadamente cómo variará con la temperatura la espontaneidad de una
reacción en la que ∆Hº < 0 y ∆Sº > 0 , suponiendo que ambas magnitudes no varían con
la temperatura.
11.- El calor de combustión del butano gaseoso a presión constante y 25ºC es -2 879 kJ.
Sabiendo que los calores de formación de CO2 (g) y H2O(l) son -393,5 y -285 , 8 kJ,
respectivamente. Calcular:
a) El calor de formación del butano a presión constante.
b) El calor de combustión a volumen constante.
R= 8, 31 J.mol-1K-1
53
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) -124 kJ /mol
b) Qv = -2870 kJ
12.- La entalpía de combustión del butano es ∆Hc = -2642 kJ.mol-1 si todo el proceso
tiene lugar en fase gaseosa:
a) Calcule la energía media de enlace O – H.
b) Determine el número de bombonas de butano ( 6 kg de butano/bombona) que
hacen falta para calentar una piscina de 50 m3 de 14 a 27ºC.
Datos: R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Ce (agua) : 4, 18 kJ.K-1kg-1
ρ(densidad del agua) = 1 kg.L-1
Energías medias de enlace:
E(C – C) = 346 kJ.mol-1
E (C=O) = 730 kJ.mol-1
E (O=O) = 487 kJ.mol-1
E (C - H) = 413 kJ.mol-1
C=12 O=16 H=1
Solución:
a) 514 kJ /mol
b) 10 bombonas
13.- Discuta la espontaneidad de la reacción CaCO3
CaO + CO2 a las siguientes
temperaturas: 417,4ºC , 834,8 ºC y 1252 ºC. Justificando además, cuál de ellas sería la
más adecuada para obtener óxido de calcio.
Datos: ∆Hº = +177802 J
∆Sº = +160,5 J/K
Solución:
1252 ºC
14.- En algunos países se utiliza el etanol como alternativa a la gasolina en los motores
de automóviles. Suponiendo que la gasolina es octano puro:
a) Escribe, ajustadas, las reacciones de combustión de ambas sustancias.
b) Determina qué combustible tienen mayor poder calorífico (calor producido por cada
kg quemado)
Datos: H=1
C=12 O=16
Entalpías de formación:
∆Hºf (kJ/mol)
Etanol
Octano
-278
-270
Solución:
Mayor la gasolina
54
Dióxido
carbono
-394
de Agua
-286
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
15.- El butano (C4H10) es un compuesto gaseoso que puede experiementar una reacción
de combustión.
a) Formule la reacción y ajústela estequiométricamente.
b) Calcule el valor (en kcal) que puede suministrar una bombona de butano que
contiene 4 kg de dicho compuesto.
c) Calcule el volumen de oxígeno, medido en condiciones normales, que será
necesario para la combustión de todo el butano contenido en la bombona.
Datos:
C=12 O=16 H=1
∆Hºf C4H10 (g) = -1125 kJ/mol
∆Hºf H2O (l) = -286 kJ/mol
∆Hºf CO2 (g) = -394 kJ/mol
1 kcal = 4, 18 kJ
Solución:
b) -31100 Kcal
c) 10035,1 L de oxígeno.
16.-Utilizando los siguientes datos:
Sustancia
C2H6 (g)
CO2(g)
H2O(l)
∆Hºf ( kJ/mol)
-84,7
-394,0
-286,0
a) Calcular las entalpías de combustión del carbón C(s), y del etano, C2H6 (g)
b) A partir de los resultados del apartado anterior, calcular qué combustible posee
mayor entalpía específica (entalpía de combustión por kg de combustible).
c) El dióxido de carbono generado en las combustiones contribuye a la
contaminación atmosférica. ¿Cuál es el efecto de esta contaminación?. Indicar
otros gases que también sean responsables de este tipo de contaminación.
Solución:
a) -394 kJ
b) -1561,3 kJ
c) etano > carbón
55
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- Escriba las ecuaciones termoquímicas correspondientes a los procesos de
formación estándar, a partir de sus elementos del dióxido de carbono, el agua y el ácido
metanoico o fórmico, y la reacción de combustión de este último.
2.-Razonar en qué condiciones serán espontáneos los procesos cuyas variaciones de
entalpía y de entropía son las siguientes:
a)
b)
c)
d)
∆H >0 ; ∆S>0
∆H >0 ; ∆S<0
∆H <0 ; ∆S>0
∆H <0 ; ∆S<0
3.- Defina la ley de Hess. Ponga un ejemplo práctico.
4.-Las variaciones de entalpía y entropía estándar para el proceso:
CaCO3 (s)
a)
b)
c)
d)
CaO (s) + CO2 (g) son ∆Hº = 177802 J y ∆Sº = 160,5 J/K
¿Se trata de un proceso exotérmico?
¿Por qué aumenta la entropía?
¿Será espontáneo a la temperatura de 1000 K?
¿Y a 1000 ºC?
Solución:
a) No.
b) Por el gas que se forma.
c) No.
d) Sí.
5.- La nitroglicerina, C3H5(NO3)3 , se descompone según la reacción:
4 C3H5 (NO3)3 (l)
12 CO2 (g) + 10 H2O (g) + O2(g) + 6N2 (g)
∆Hº = - 5700 kJ , a 25ºC
a) Calcule la entalpía de formación estándar de la nitroglicerina.
b) ¿Qué energía se desprende cuando se descomponen 100 g de nitroglicerina?
Datos: ∆Hºf [CO2 (g) ] = -393,5 kJ/mol ; ∆Hºf [H2O (g) ] = -241,8 kJ/mol.
Solución:
a) ∆Hºf = -360 kJ/mol
b) E = -628 KJ
Masas atómicas relativas: C = 12; H = 1; O = 16; N = 14
6.-Dadas las siguientes ecuaciones termoquímicas:
56
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
C (s) + O2 (g)
CO2 (g)
2C (s) + O2 (g)
2CO (g)
2º BACHILLERATO
∆Hº1= -393 kJ
∆Hº2= -218 kJ
¿Que cantidad de energía se produce en la combustión completa de 56g de CO?
Solución:
E = -568 KJ
7.-Sabiendo que la combustión completa de 1 g de carbono (s), de un gramo de
hidrógeno (g) y de un gramo de metano (g), en condiciones estándar, se desprenden
32,8 kJ, 142,9 kJ y 55,6 kJ, respectivamente, calcular la entalpía estándar de formación
de un gramo de metano (g).
Datos: H = 1; C = 12
Solución:
∆Hºf = -4,73 KJ/g
8.- En la combustión en condiciones estándar, de 14 gramos de metano se desprenden
398,25 kJ, quedando el agua en estado gaseoso. Sabiendo que las entalpías estándar de
formación del dióxido de carbono y del agua en estado gaseoso son -393,5 y -477,8
kJ/mol, respectivamente, calcula:
a) La entalpía molar de combustión del metano.
b) La variación de entalpía estándar de la reacción:
CH4 (g)
C (s) + 2 H2 (g)
Datos: C = 12, H = 1
Solución:
a) ∆H = -455,14 KJ/mol
b) ∆Hºr = 894 KJ
9.- El CaCO3 (s) se descompone a 850ºC para dar CaO (s) y CO2 (g).
a) Calcular el cambio de entalpía de kJ cuando en la reacción se producen 48,02 g
de CO2.
b) ¿Es termodinámicamente espontánea esta reacción? Haga un razonamiento
cualitativo.
Datos: Entalpías de formación por mol a 850 ºC: CaCO3 (s) = -1206,9 kJ; CaO (s) = 635,6 kJ; CO2 (g) = -393,5 kJ.
Solución:
a) ∆Hºr = 194,0 KJ
b) No.
57
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
10.-La ecuación termoquímica correspondiente a la reacción de neutralización en una
disolución acuosa es:
H+ (aq) + OH- (aq)
H2O (l)
∆Hº = -54 kJ.mol-1
a) Encuentre qué cantidad de calor corresponde a la neutralización de 25 cm3 de
ácido clorhídrico 2 M con 25 cm3 de hidróxido de sodio 2 M.
b) La disolución, ¿se calentará o se enfriará?
c) Si la masa de la disolución anterior es de 52 g y estaba a 20ºC, calcule la
temperatura final de la disolución.
Datos: capacidad calorífica del agua: 4, 18 J.g-1.K-1
Solución:
a) Q = -2,7 KJ
b) Se calentará.
c) Tf = 32,4ºC
11.-Calcule la entalpía estándar de formación del acetileno, C2H2, e interprete su signo,
conocidos los siguientes datos: entalpía estándar de formación del H2O (l) = -286
kJ/mol; entalpía estándar de formación del CO2 (g) = -393 kJ/mol; entalpía estándar de
combustión del acetileno, -1300 kJ/mol.
Escriba todas las reacciones implicadas.
12.- La entalpía de combustión del propano (gas) es -526, 3 kcal. Las ∆Hº de formación
del dióxido de carbono (gas) y del agua (líquida) son, respectivamente, -94,03 y -68,30
kcal/mol. Calcular:
a) La entalpía de formación del propano.
b) Los kilogramos del carbón que serán necesarios quemar (con un rendimiento del
80%) para producir la misma cantidad de energía que la obtenida en la
combustión de 1 kg de propano.
Datos: la entalpía de combustión del carbón es de 5 kcal/g.
Solución:
a) ∆Hºf (C3H8) = -28,99 Kcal/mol
b) 3 kg
13.- La entalpía de formación del tolueno (gas) (metilbenceno) es de 11, 95 kcal/mol y
las entalpías de formación del dióxido de carbono (gas) y del agua (líquida) son,
respectivamente, -94,05 y -68,32 kcal/mol.
¿Cuántas kilocalorías se desprenden en la combustión completa de 23,00 gramos de
tolueno?
Solución:
-235,5 Kcal
58
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
14.-En condiciones estándar, los calores de combustión del carbono sólido ( C ) y del
benceno líquido (C6H6) son, respectivamente, -394 kJ/mol y -3270 kJ/mol, y el de
formación del agua líquida (H2O) es de -286 kJ/mol. Calcular:
a) El calor de formación del benceno haciendo uso de la ley de Hess.
b) La energía que se desprende o se requiere en la formación de 1 kg de benceno.
Datos: C = 12 H = 1
Solución:
a) ∆Hºf = 48 KJ/mol
b) 615 KJ
15.-Calcular el calor desprendido en la combustión de 52 g de eteno sabiendo que las
entalpías de formación de dióxido de carbono (gas), agua (líquido) y eteno( gas) son 393, -286 y 52,3 kJ/mol, respectivamente.
Datos: masas atómicas relativas: C=12 , H=1
Solución:
Q= -2 619 KJ
16.-Se obtiene cloruro de hidrógeno a partir de la reacción:
H2 (g) + Cl2 (g)
2HCl (g)
∆H = -184,4 kJ
Calcule:
a) La energía desprendida en la producción de 100 kg de cloruro de hidrógeno.
b) La entalpía del enlace H-Cl, si las entalpías de enlace H – H y Cl-Cl son,
respectivamente, 435 y 243 kJ/mol.
Datos: Cl=35,5; H=1
Solución:
a) -2,53.105 KJ
b) H e (H –Cl) = 431,2 KJ/mol
17.- Se quiere calentar agua de una piscina utilizando una caldera de gas butano.
a) Escribe la reacción de combustión del butano.
b) Calcula la variación de entalpía correspondiente a dicha reacción.
c) Calcula la energía necesaria para calentar el agua desde 14ºC hasta 27ºC si la
piscina tiene 100m3.
d) Calcula el número de bombonas de butano, de 12,5 kg de cada una, que habría
que utilizar.
59
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Datos: calor específico del agua, ce= 4, 18 kJ/K.kg, densidad del agua = 1000 kg/m3,
entalpías de formación estándar (ΔHºf ) en kJ/mol: CO2 = -394, H2O = -286,
butano = -124,7.
Masas atómicas relativas: H = 1, C = 12, O = 16
Solución:
b) ∆Hºr = -2881,3 KJ
c) q = 5,43.106 KJ
d) 9 bombonas de butano (8,8)
18.- Dadas las siguientes ecuaciones termoquímicas:
C(s) + O2 (g)
CO2 (g)
ΔHº = -393,5 kJ
H2 (g) + ½ O2 (g)
H2O (l)
ΔHº = -285,8 kJ
CH4 (g) + 2 O2 (g)
CO2 (g) + 2 H2O (l)
ΔHº = -890,0 kJ
a) Calcule la variación de entalpía en la reacción de formación del metano.
b) Calcule los litros de dióxido de carbono medidos a 25ºC y 1 atm de presión que se
producen al quemar 100 g de metano. ¿Qué cantidad de calor se intercambian en esta
reacción?
Datos: C = 12, H = 1
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) ∆Hºf = -75,1 KJ/mol
b) V = 152,7 L. q = -5 562,5 KJ
60
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- a) Calcula la entalpía de formación estándar del naftaleno (C10H8).
b) ¿Qué energía se desprende al quemar 100 g de naftaleno en condiciones estándar?
Datos: Masas atómicas relativas: H=1; C=12
ΔHºf [CO2 (g)] = -393,5 KJ.mol-1
ΔHºf [H2O (l)] = - 285,8 KJ.mol-1
ΔHºf [C10 H8 ] = - 4928,56 KJ.mol-1
Solución:
a) ∆Hºf = -149,6 KJ
b) -116,8 KJ
2.- El metanol se puede obtener industrialmente a partir de la reacción:
2 H2 (g) + CO (g)
CH3OH (l)
ΔHº = -128,0 kJ
a) Si la entalpía de formación del monóxido de carbono es –110,5 kJ/mol, calcula
la entalpía molar de formación del metanol líquido.
b) Si la entalpía de vaporización del metanol es 35,2 kJ/mol, calcula la entalpía de
formación del metanol en estado vapor.
Solución:
a) Gráfica.
b) Hºf = -203,3 KJ/mol
3.-A partir de los datos siguientes:
Entalpía de combustión en condiciones estándar de C2H2 (g): ΔHº = -1296 kJ/mol
Entalpía de combustión en condiciones estándar de C2H6 (g): ΔHº = -1559 kJ/mol
Entalpía de combustión en condiciones estándar de H2 (g): ΔHº = -286 kJ/mol
Calcula la energía absorbida o desprendida, en condiciones estándar al hidrogenar 20
gramos de acetileno (C2H2 (g)) según la reacción:
C2H2 (g) + 2 H2 (g)
C2H6 (g)
Datos: Masas atómicas relatives: H = 1, C =12
Solución:
-237,7 KJ
4.- En el proceso de obtención del hierro en un alto horno ocurre la reacción siguiente:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g)
2 Fe (s) + 3 CO2 (g)
a) Calcula la entalpía estándar de esta reacción
61
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) Calcula la variación de energía libre de la reacción a 2 000ºC, sabiendo que ΔSº
de la reacción es 14,63 J.mol-1K-1. (Considera que ΔH y ΔS permanecen
constantes con la temperatura).
c) Indica, razonadamente, si dicha reacción será espontánea a cualquier
temperatura.
Datos: ΔHºf en kJ.mol-1: Fe2O3(s) = -824,2; CO (g) = -110,52; CO2 (g) = -393,51
Solución:
a) Δ Hºr = -24,77 KJ
b) ΔGºr = -58,02 KJ
c) Sí.
5.- A partir de los siguientes datos termoquímicos: calor de formación del metano (g)
partiendo del carbono (grafito) = -17,89; calor de combustión del carbono (grafito) = 94,05; calor de formación del agua (l) = -68,32, todos ellos expresados en kcal/mol y a
298 K. Calcula:
a) El calor de combustión del metano
b) Cuántos gramos de metano haría falta quemar para calentar 30 litros de agua de
densidad 1 g/cm3 desde la temperatura de 15ºC hasta 80ºC. Para ellos considera
que la caloría es el calor necesario para elevar un grado a un gramo de agua, en
el intervalo del problema.
Solución:
a) ΔHc = -212,8 kcal
b) 147 g
6.- Las entalpías estándar de formación del butano, el agua líquida y el dióxido de
carbono son, respectivamente, -124,7 ; -285,5 y –393,5 kJ.mol-1.
a) Escribe la reacción de combustión del butano.
b) Calcula la entalpía estándar de combustión delo butano.
c) Halla la cantidad de energía calorífica que se obtiene al quemar todo el butano
de una bombona.
d) Si esta energía se utiliza para calentar agua desde 10ºC hasta 40ºC, calcula la
cantidad de agua caliente que se pondría obtener.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1 , C = 12.
Capacidad calorífica del agua: 4, 18 kJ.kg-1.K-1
Solución:
b) ΔHºc = - 2 876 KJ/mol
c) -6,2.105 KJ
d) m = 4 944 kg
7.- Determina a qué temperatura es espontánea la reacción:
N2 (g) + O2(g)
2 NO (g)
180,8 kJ
62
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Sabiendo que: Sº (NO)= 0,21 kJ.mol-1.K-1 ; Sº (O2) = 0,20 kJ.mol-1.K-1; Sº (N2) = 0,19
kJ.mol-1.K-1.
Solución:
6026 K
8.- Los valores de las entalpías de combustión estándar del C (s) y C6H6 (l) son,
respectivamente, -393,7 kJ/mol y –3267 kJ/mol y el valor de la entalpía estándar de
formación para el agua líquida es –285,9 kJ/mol.
a) Calcula la entalpía de formación del C6H6 (l).
b) ¿Cuántos kJ se desprenderán o absorberán en la combustión de 0, 5 kg de C6H6
(l)?
Solución:
a) ΔHºf = 47,1 KJ
b) -20 909 KJ
9.- A temperatura ambiente, los calores de combustión del carbono sólido (C ) y el calor
de formación del etanol líquido (C2H6O) son, respectivamente, -394 kJ/mol y –278
kJ/mol; y el de formación del agua líquida (H2O) es – 286 kJ/mol. Calcula:
a) ¿Cuál será el valor de la entalpía de combustión del etanol líquido aplicando la
ley de Hess?
b) Calcula la energía que se desprende en la combustión de 1 kg de etanol.
Datos: Mr ( C) = 12, Mr (O) = 16; Mr(H) = 1
Solución:
a) ΔHºc = -1 368 KJ
b) -29 740 KJ
10.- Dada la reacción:
2 Ag2O (s)
4 Ag (s) + O2 (g)
a) Determina el valor de Δ Hº para la misma.
b) Calcula el calor transferido cuando se produce la descomposición de 3, 25 g de
Ag2O en condiciones normales. Razona si se desprende o se absorbe calor
durante este proceso.
c) ¿Cuál es el signo que tiene Δ Sº en esta reacción?
Datos: Masas atómicas relativas: Ag = 107, 8 ; O= 16;
Δ Hºf (Ag2O (s)) = -30,6 kJ/mol
Solución:
a) ΔHºc = 61,2 KJ
b) 0,428 KJ
c) Positivo
63
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
11.- El proceso de descomposición térmica del carbonato de cálcico y dióxido de
carbono. Sabiendo que el hormo en el que ocurre el proceso tiene un rendimiento del
65%, contesta a los siguientes apartados:
a) Formula la reacción y calcula su variación de entalpía.
b) Calcula el consumo de combustible (carbón mineral), en toneladas, que se
requiere para obtener 500 kg de óxido de calcio.
Datos: Δ Hºf (CaCO3) = -1206,9 kJ/mol
Δ Hºf (CaO) = -635,1 kJ/mol
Δ Hºf (CO2) = -391,1 kJ/mol
1 kg de carbón mineral desprende 8339 kJ.
Masas atómicas relativas: Ca = 40; O= 16
Solución:
a) ΔHºr = 178,7 KJ
b) 0,294 t
12.- Mediante la fotosíntesis se transforma dióxido de carbono y agua de hidratos de
carbono, como la glucosa, obteniéndose la energía necesaria de la luz del sol. A partir
de los siguientes datos tomados a 25ºC y 1 atm:
-1
Δ Hºf (kJ.mol )
Sº (J.mol-1.K-1)
CO2 (g)
-393,5
213,6
Para la reacción: CO2 (g) + H2O (l)
siguientes cuestiones:
H2O (l)
-285,5
69,9
C6H12O2 (s)
-1 273,5
212,1
O2(g)
0
205
C6H12O2 (s) + O2(g), responde a las
a) Calcula la energía solar mínima para formar 9 gramos de glucosa.
b) ¿Se trata de un proceso espontáneo a 298K? Razona y justifica tu respuesta.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1 , C= 12; O=16
Solución:
a) ΔHºr = 140,02 KJ
b) No.
13.- Calcula el valor de Δ Hº para la reacción:
3 CH4
C3H8 + 2 H2
Sabiendo que las energías de enlace C – H , C – C, e H – H son 99, 83 y 104 kcal.mol-1,
respectivamente.
Solución:
ΔHºr = 22 Kcal
64
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
14.- En el siglo pasado, mineros y espeleógos utilizaron las llamadas “ lámparas de
carburo”. En ellas se obtenía acetileno mediante la reacción entre carburo de calcio y
agua:
C2H2 (g) + Ca (OH)2 (s) ; Δ H = -270 kJ/mol.
CaC2 (s) + 2 H2O (l)
Y, a continuación, se quemada el acetileno, que producía una llama muy luminosa.
Calcula el valor de:
a) La entalpía de formación de acetileno.
b) La entalpía de combustión del acetileno.
Datos:
Δ Hºf (kJ/mol)
Ca(OH)2
-986
H2O
-286
CaC2
83
CO2
-395
Solución:
a) Δ Hºf = 227 KJ/mol
b) Δ Hºc = - 1 303 KJ/mol
15.- Dadas las reacciones:
Na (s) + ½ Cl2 (g)
Na(g) + Cl(g)
Δ H = + 230 kJ
Na (g) + Cl (g)
Na+(g) + Cl-(g)
Δ H = + 147 kJ
Na (s) + ½ Cl2 (g)
Na Cl
Δ H = -411 kJ
a) Calcula la variación de entalpía para la reacción:
Na+ (g) + Cl- (g)
NaCl (s)
b) Calcula la cantidad de energía intercambiada en forma de calor cuando se forman 100
g de NaCl (s) según la reacción del aparatado a).
c) Calcula la entalpía de formación del NaCl y exprésala en kJ/mol y en J/g
Datos: masas atómicas relativas: Na= 23; Cl=35,5
Solución:
a) Er = -788 KJ
b) – 1 347,0 KJ
c) -7 026 J/g
65
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
CINÉTICA QUÍMICA
1.- Explicar por qué:
a) Las sustancias se queman más rápidamente en O2 puro que en el aire.
b) La unión entre el H2 y el O2 para formar H2O es completamente inobservable a
temperatura ambiente , mientras que a 700ºC se verifica con carácter explosivo
c) Un trozo de madera arde más despacio que cuando la madera se encuentra en
forma de virutas.
2.- En la reacción 2NO + 2H2
estos datos:
[NO] inicial (m/L)
0,005
0,015
0,015
N2 + 2 H2O a 1100 K se obtuvieron
[H2] inicial (m/L)
0,0025
0,0025
0,010
Velocidad inicial (m/L.s)
3.10-5
9.10-5
3,6.10-4
Calcule los órdenes parciales, el orden total de la reacción y la constante de velocidad.
Solución:
α =1 ; β=1 ; Orden total = 2 ; k = 2,4 mol-1Ls-1
66
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
CINÉTICA QUÍMICA
1.- Cuando se adiciona un catalizador a un sistema reaccionante, decir razonadamente si
son ciertas o falsas las siguientes propuestas, corrigiendo las falsas:
a) La variación de entalpía de la reacción se hace más negativa, es decir, la
reacción se hace más exotérmica y por lo tanto es más rápida.
b) La variación de la energía libre de Gibbs se hace más negativa y en
consecuencia aumenta la velocidad.
c) Hace disminuir la energía de activación del proceso y así aumenta la velocidad
del mismo.
Solución:
a) F.
b) F
c) V.
2.- Explique brevemente qué factores afectan a la velocidad con que transcurren las
reacciones químicas, y cómo actúa cada uno de ellos.
3.-Explique brevemente el significado de los siguientes conceptos cinéticos:
a)
b)
c)
d)
Velocidad de reacción
Ecuación de velocidad
Energía de activación
Orden de reacción.
4.- La energía de activación para la reacción A+B
C+D es de 35 kJ/mol.
Para la reacción inversa la energía de activación es de 50 kJ/mol. Justifique si la
reacción es exotérmica o endotérmica.
Solución:
Exotérmica
5.- Dada la reacción química aA + bB
cC + dD , presente una expresión
para se ecuación de velocidad y defina los órdenes de reacción total y parcial.
Solución:
v = k [A]α[B]β
6.- Teoría de las colisiones para las reacciones químicas. Choque eficaz. Energía de
activación.
67
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
CINÉTICA QUÍMICA
1.- Se ha comprobado experimentalmente que la reacción: 2 A + B → C,
es de primer orden respecto al reactivo A y de primer orden respecto al reactivo B.
a) Escriba la ecuación de velocidad.
b) ¿Cuál es el orden total de la reacción?
c) ¿Qué factores pueden modificar la velocidad de la reacción?
Solución:
a) V= k [A].[B]
b) 2
c) Teoría.
2.- La velocidad de una reacción A + B
C se duplica cuando también lo hace la
concentración del reactivo A, mientras que se cuadruplica cuando la concentración del
otro reactivo B se hace el doble.
a) ¿Cuál es la ecuación cinética de velocidad de dicha reacción?
b) Indicar una razón por la cual la temperatura aumenta la velocidad de esta
reacción.
Solución:
a) V= k [A].[B]2
b) Teoría.
3.- Utilizando la ecuación de velocidad v= k.[A]2.[B], indica el orden de la reacción
respecto de las sustancias A y B y el orden global.
Solución:
Orden de A = 2
Orden de B = 1
4.-a) Establecer las unidades de la constante específica de la velocidad de una reacción
de orden cero, cuando las concentraciones se expresan en mol.L-1 y el tiempo en
segundos.
b) El concepto de molecularidad y orden de reacción.
c) Explicar y justificar si la proposición siguiente es cierta “Al aumentar la temperatura
aumenta la constante de velocidad de la reacción”.
Solución:
a) mol.L-1.s-1
b) Teoría.
c) Cierta.
5.-Indique la respuesta correcta:
La reacción de esterificación: ácido acético + etanol
acetato de etilo + agua
Se lleva a cabo usualmente utilizando HCl como catalizador porque, de este modo:
68
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) El equilibrio se desplaza hacia la formación de productos.
b) Se incrementa la velocidad de la reacción.
c) Se puede reducir la cantidad de reactivos necesaria para obtener la misma
cantidad de productos.
d) El producto que se obtiene tiene un grado de pureza más elevado.
Solución:
b)
6.-a) Defina el concepto de velocidad de reacción. ¿Cuáles son las unidades de la
velocidad de reacción? ¿De qué factores depende?
b) Justifique la influencia de la temperatura sobre la velocidad de la reacción.
7.-En la siguiente reacción general: aA + bB
explicar cómo afecta a la velocidad de reacción:
cC + dD, que es exotérmica,
a) La presencia de un catalizador.
b) Un aumento de la temperatura.
c) La energía del complejo activado.
8.- Discuta el efecto de cuatro factores que afectan a la velocidad de una reacción
química según la teoría de colisiones.
9.-Defina: velocidad, orden y molecularidad de una reacción química. Explique sus
posibles diferencias para el caso:
2NO2 (g) + F2 (g)
2NO2F (g)
donde v=k[NO2][F2]
y justifique cómo se lograría aumentar más la rapidez de la reacción, bien duplicando la
cantidad inicial de dióxido de nitrógeno, o bien duplicando la cantidad inicial de flúor.
69
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
CINÉTICA QUÍMICA
1.- La ecuación de velocidad v = k.[A]2.[B], corresponde a la reacción química:
A + B →C
a) Indica si la constante k es independiente de la temperatura.
b) Razona si la reacción es de primer orden con respecto de A y de primer orden
con respecto de B, pero de segundo orden para el conjunto de la reacción.
2.- Se han obtenido los siguientes datos para la reacción: 2.A + B → C a una
determinada temperatura:
Experiencia
[A]inicial ( mol.L-1)
[B]inicial ( mol.L-1)
1
2
3
0,2
0,4
0,4
0,2
0,2
0,4
Velocidad
inicial
-1 -1
( mol.L . s )
5,4.10-3
10,8.10-3
21,6.10-3
Determina el orden de reacción respecto de A y B, la ecuación de velocidad y la
constante de velocidad (incluyendo las unidades).
3.- Sea la reacción endotérmica: A + B → C
a) Dibuja un diagrama energético para la evolución de esta reacción y señala, en el
diagrama, la energía de activación y la variación de entalpía para esta reacción y
para la reacción inversa.
b) Dibuja un diagrama energético para la evolución de la misma reacción en
presencia de un catalizador, y señala, en el diagrama, las magnitudes que varían
con respecto al diagrama anterior.
4.- En la reacción: N2 + 3 H2 → 2 NH3, el nitrógeno reacciona a una velocidad de 0, 5
M/min:
a) Indica la expresión de la velocidad de reacción y determina cuál es la velocidad
de formación de NH3 y la de desaparición de H2.
b) Sabiendo que, en un recipiente de 2 L a 500 K, tenemos 2 mol de N2, 3 mol de
H2 y 2 mol de NH3, y que la constante de equilibrio para esta reacción es de 0,9
M-2, ¿podrías indicar si el sistema está en equilibrio y, si no lo está, cuál es el
sentido de la reacción en ese momento?.
5.- Explica brevemente sobre la reacción:
Zn (s) + HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
los factores principales que afectan a la velocidad de una reacción química.
70
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- En la reacción exotérmica 2 A (g)
2B (g) + C (g), indica tres formas de hacer
aumentar la concentración de C en el equilibrio.
Solución:
Bajar la T, aumentar [A] ; bajar P.
2.- a) En la síntesis industrial del amoniaco:
N2 (g) + 3H2 (g)
2 NH3 (g)
∆H= -119 kJ
Establezca la influencia cualitativa de la temperatura y de la presión para favorecer el
rendimiento en amoniaco.
b) Defina el concepto de energía libre de Gibbs y escriba su expresión matemática.
¿Para que se utiliza?
3.- Indique si las siguientes frases son verdaderas o falsas y justifique la respuesta:
a) Si la constante de equilibrio de una reacción es elevada, significa que los
productos se obtienen rápidamente.
b) La constante de equilibrio es constante; es decir, no depende de nada, excepto de
la naturaleza de la reacción en cuestión.
c) Cuando una reacción reversible alcanza el equilibrio, aunque la cantidad total de
productos y de reactivos no varía, se siguen produciendo las reacciones directa e
inversa.
Solución:
a) F.
b) F.
c) V.
4.-Dado el equilibrio:
NH3 (g)
½ N2 (g) + 3/2 H2 (g)
∆H= 92,4 kJ
Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a)
b)
c)
d)
Al aumentar la temperatura se favorece la formación de NH3.
Un aumento de presión favorece la formación de H2.
Esta reacción será espontánea a cualquier temperatura.
Si disminuimos la cantidad de N2, el equilibrio se desplaza hacia la derecha.
Solución:
a) F.
b) F.
c) F.
71
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
d)V.
5.-En un recipiente con un volumen constante, se establece el equilibrio siguiente:
SO2 (g) + ½ O2 (g)
SO3 (g)
∆H= -491 kJ/mol
Explique, razonadamente, tres formas de aumentar la cantidad del trióxido de azufre.
Solución:
Bajar T; aumentar P; aumenta concentración de reactivos.
6.- El NO2 es un gas de color pardo- rojizo, que se transforma fácilmente en N2O4, por
lo que se puede observar el recipiente ligeramente coloreado. Explica qué pasará con el
color del recipiente si:
a) Se comprime la mezcla gaseosa, disminuyendo el volumen del recipiente.
b) Se calienta el recipiente.
Solución:
a) Derecha.
b) Izquierda.
7.- La reacción para la obtención industrial del amoniaco se basa en la reacción:
N2 (g) + 3H2 (g)
2 NH3 (g)
∆H= -92 kJ
Razone que efecto tendrá sobre el equilibrio cada uno de los siguientes cambios:
a) Una disminución del volumen del reactor a temperatura constante.
b) Un incremento de la temperatura a presión constante,
c) La adición de un catalizador.
Solución:
a) Derecha.
b) Izquierda.
c) No afecta.
8.-En un matraz vacío se introducen igual número de moles de H2 y N2, que reaccionan
según la ecuación:
N2 (g) + 3H2 (g)
2 NH3 (g)
Justifique si, una vez alcanzado el equilibrio, las siguientes afirmaciones son verdaderas
o falsas:
a) Hay doble número de moles de amoniaco de los que había inicialmente de
nitrógeno molecular.
b) La presión parcial del nitrógeno será mayor que la presión parcial de hidrógeno.
c) La presión total será igual a la presión del amoniaco elevada al cuadrado.
72
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) F.
b) V.
c) F.
9.-Al calentar PCl5 (g) a 250ºC, en una reactor se 1 litro de capacidad, se decompone
según:
PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2(g)
Si una vez alcanzado el equilibrio, el grado de disociación es 0, 8 y la presión total es 1
atm, calcule:
a) El número de moles de PCl5 iniciales.
b) La constante Kp a esa temperatura.
Datos: R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 0,013 mol.
b) Kp = 1,76
10.-El tetróxido de dinitrógeno es un componente importante de los combustibles de
cohetes. A 25ºC es un gas incoloro, que se disocia parcialmente en NO2, un gas marrón
rojizo. La constante Kc del equilibrio:
N2O4(g)
2NO2 (g) , a 25ºC vale 4, 6.10-3. Se deja que una muestra de 2, 3 g de
N2O4 (g) alcance el equilibrio con NO2 (g) en un matraz de 0, 50 litros a 25ºC. Calcule
cuántos gramos de los dos gases habrá en el equilibrio.
Datos: Masas atómicas: N= 14 ; O=16
Solución:
1,98 g de N2O4 y 0,32 g de NO2
11.- En un recipiente cerrado de 0, 5 litros, en el que se ha hecho el vacío, se introducen
2, 3 gramos de tetraóxido de dinitrógeno. A la temperatura de 35ºC, se alcanza el
equilibrio:
N2O4 (g)
2NO2 (g)
El valor de Kc para este equilibrio a 35ºC es 0,01. Calcular:
a) El valor de Kp para este equilibrio a 35ºC
b) El grado de disociación del tetraóxido de dinitrógeno.
c) La presión total en el equilibrio.
Datos: N=14; O=16; R = 0, 082 atm.L/mol.K
73
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) Kp = 025.
b) 0, 56 %
c) p = 1,82 atm
12.- En un reactor de 5 litros de volumen se introducen inicialmente 0, 8 mol de CS2 y
0,8 mol de H2, estableciéndose el siguiente equilibrio:
CS2(g) + 4 H2 (g)
CH4 (g) + 2H2S (g). Si la concentración del metano en el
equilibrio a 300ºC es 0, 025 mol/L, calcule:
a) El valor de Kc a 300ºC
b) El grado de disociación del CS2
c) Las concentraciones de todos los compuestos en el equilibrio a 300ºC
Solución:
a) Kc = 35,7
b) 84,4%
c) [CS2]=
[ H 2] =
[CH4] =
[H2S] =
13.- Una muestra de 0, 831 g de SO3 se coloca en un recipiente de1 L y recalienta a
1100 K. El SO3 se descompone en SO2 (g) y O2 (g). En el equilibrio, la presión total en
el recipiente es de1300 atm. Calcule Kp y Kc.
Solución:
Kc = 0,0444 ; Kp = 4.01
14.- En un recipiente de 5 litros se introduce 1 mol de SO2 y 1 mol de O2. Se calienta
dicho recipiente a 727 ‘C, con lo que tiene lugar la reacción:
2 SO2 + O2
2 SO3
Una vez alcanzado el equilibrio, se analiza la mezcla y se encuentran 0, 150 moles de
SO2.
Calcule:
a) La concentración de SO3 en el equilibrio
b) La constante de equilibrio Kp a 727 ºC
Solución:
a) 0,17M
b)Kp = 1,85
15.- Se introducen 0, 2 moles de Br2 (g) en un recipiente de 0,5 litros a 600ºC, siendo el
grado de disociación, en esas condiciones del 0,8%. Calcule las constantes de equilibrio
Kc y Kp.
Dato: R = 0,082 atm.L/mol.K
Solución:
Kc = 1,03.10-4 ; Kp = 7,37.10-3
74
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
16.-En un recipiente de 2 litros se ponen 198 g de gas fosgeno (COCl2) y se calienta a
fin de descomponerlo parcialmente:
COCl2 (g)
Cl2 (g) + CO (g)
Cuando se alcanza el equilibrio a una determinada temperatura, la concentración de CO
es de 0, 40 mol/L. Se añade más fosgeno al recipiente, y cuando se restablece el
equilibrio a la misma temperatura, su concentración es 1, 6 M. ¿Cómo se habrá
modificado la concentración de CO?.
Solución:
Pasa de 0,40 M a 0,66 M
17.-Una mezcla gaseosa constituida inicialmente por 7, 94 moles de hidrógeno y 5, 30
moles de yodo se calientan a 445 ºC, con lo que se forman en el equilibrio 9, 52 moles
de HI, según la ecuación:
I2 (g) + H2 (g)
2 HI (g)
a) Calcule el valor de la constante de equilibrio.
b) ¿Cuántos moles de yoduro de hidrógeno se generarán si partimos de 4 moles de
hidrógeno y 2 moles de yodo?
Solución:
a) Kc = 53
b) 3,75 mol de HI
COCl2 (g), contenida en un
18.-Dada la mezcla en el equilibrio Cl2 (g) + CO(g)
matraz de 1 litro y cuyas concentraciones en el equilibrio son:
[CO] = 2,9 m/L ; [Cl2] = 2,0 m/L; [COCl2] = 20,0 m/L, calcule la composición en el
equilibrio cuando reañade 1 mol más de Cl2.
Solución:
1,58 mol CO; 20,42 mol COCl2¸2,58 mol Cl2
19.-En un matraz de un litro de capacidad de colocan 6 g de PCl5 sólido. Se hace el
vacío, se cierra el matraz y se calienta a 250ºC. El PCl5 pasa al estado vapor y parte se
disocia en PCl3 y Cl2. La presión de equilibrio es 2, 078 atm. Calcule el grado de
disociación del pentacloruro de fósforo y la constante de equilibrio (Kp) a dicha
temperatura.
Datos: Cl = 35,5; P= 31,0 ; R = 0,082 atm.L/mol.K
Solución:
69% ; Kp = 1,88
75
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
20.-La constante de equilibrio a 500 K de la reacción:
PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2 (g) es Kc = 0, 0040
a) Calcule el grado de disociación, del PCl5 a esa temperatura si se colocan
inicialmente 0, 015 moles de PCl5 en un matraz de un litro.
b) Calcule los moles de PCl3 (g) que habrá en el equilibrio si antes de añadir el
PCl5 el matrz tenía 0, 0240 moles de Cl2 (g).
Solución:
a) α=0,4
b) 0,002 mol.
21.-En un matraz de 10 litros en el que previamente se ha hecho el vacío se introducen
0,4 moles de hidrógeno y 0,8 moles de yodo , y se calienta hasta 600ºC. A dicha
temperatura, para el proceso:
I2 (g) + H2 (g)
2 HI (g)
La constante de equilibrio Kc = 50. Calcula:
a) El número de moles de cada sustancia al alcanzarse el equilibrio a 600ºC.
b) La presión total en el interior del matraz.
Datos: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 0,026 mol H2; 0,426 mol I2; 0,748 mol HI
b) P = 8, 6 atm
22.-El CO2 reacciona rápidamente con el H2S, a latas temperaturas, según la reacción
siguiente:
CO2 (g) + H2S (g)
COS (g) + H2O (g)
En una experiencia se colocaron 4,4, g de CO2 en una vasija de 2, 5 litros, a 337ºC, y
una cantidad suficiente de H2S para que la presión total fuese 10 atm una vez alcanzado
el equilibrio. En la mezcla que se obtienen, una vez alcanzado ele equilibrio, existían
0,01 moles de agua. Determine:
a) El número de moles de cada una de las especies en el equilibrio.
b) El valor de Kc
c) El valor de Kp
Datos: H=1; C=12; O=16; S=32; R= 0,082 atm.L.mol-1.K-1
Solución:
a) 0,09 mol CO2 ; 0,01 mol COS = mol H2O; 0,39 mol H2S
b) Kc = 2,9.10-3
c) Kc= Kp
76
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- Para la reacción en equilibrio SO2Cl2
Kp es 2, 4 a 375 K.
SO2 (g) + Cl2 (g) la constante
A esta temperatura, se introducen 0, 050 moles de SO2Cl2 en un recipiente cerrado de
un litro de capacidad. En el equilibrio, calcule:
a) Las presiones parciales de cada uno de los gases presentes.
b) El grado de disociación del SO2Cl2 a esta temperatura.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) PSO2Cl2 = 0,46 atm ; PSO2 = PCl2 = 1, 1 atm
b) α = 0, 7 ( 70%)
2.- Una mezcla de 2, 5 moles de nitrógeno y 2, 5 mols de hidrógeno se coloca en un
reactor de25, 0 litros y se calienta a 400ºC. En el equilibrio ha reaccionado el 5% del
nitrógeno. Calcule:
a) Los valores de las constantes de equilibrio Kc y Kp, a 400ºC , para la reacción:
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
b) Las presiones parciales de los gases en equilibrio.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) Kc = 1,71; Kp = 5,61.10-4
b) PNH3 = 0, 55 atm; PN2 = 5,2 atm ; PH2 = 4,7 atm
3.- En un recipiente cerrado y vacío de 400 ml se introducen 1, 280 gramos de bromo y
2, 032 g de yodo. Se eleva la temperatura a 150ºC y se alcanza el equilibrio:
Br2 (g) + I2 (g)
2BrI (g)
El valor de Kc para este equilibrio a 150ºC es 280. Calcular:
a) El valor de Kp para este equilibrio a 150 ºC
b) La presión total en el equilibrio
c) Los gramos de yodo en el equilibrio
Datos: Br = 80
I=127 R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) Kp = 280
b) P = 1,4 atm
77
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
c) m = 0, 216 g
4.- Sea el equilibrio:
C (s) + CO2 (g)
2CO (g); ∆Hº = 119, 8 kJ
Contestar razonadamente cómo modifica el equilibrio:
a)
b)
c)
d)
Disminuir la cantidad de carbono
Aumentar la cantidad de dióxido de carbono
Disminuir la temperatura
Aumentar la presión
Solución:
a) No se modifica
b) Derecha
c) Izquierda
d) Izquierda
5.- Para un determinado equilibrio químico en fase gaseosa, se sabe que un aumento en
la temperatura provoca el desplazamiento de la reacción hacia la izquierda, mientras que
un aumento de la presión provoca un desplazamiento de la reacción hacia la derecha.
Indica justificadamente de cuál de estos tres equilibrios se trata:
a) A + B
C + D , exotérmica
b) A + B
C , endotérmica
B, exotérmica
c) 2A
Solución:
c)
6.- Para el equilibrio A(g)
2B (g) a 35ºC, la constante Kp vale 0, 32
encontrándose el compuesto A disociado en un 40 %. Calula:
a)
b)
c)
d)
Las fracciones molares de A y B en el equilibrio
La presión total del sistema
Las presiones parciales delos compuestos A y B
El valor de Kc
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) Xa = 0, 43 ; X b = 0, 57
b) P = 0, 424 atm
c) Pa = 0, 182 atm; Pb =0,242 atm
d) Kc = 0,0127
78
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
2 NH3 (g) Kp = 4, 3.10-3 (300ºC).
7.- Para la reacción: N2 (g) + 3 H2 (g)
a) ¿Cuál es el valor de Kp para la reacción inversa?
b) ¿Qué les pasaría a las presiones en el equilibrio de N2, H2 y NH3 si añadimos un
catalizador?
c) ¿Qué le pasaría a la Kp, si aumentamos el volumen?
Solución:
a) Kp = 233
c) Nada.
c) Nada.
8.- A la temperatura ambiente, una disolución saturada de cloruro de plomo (II)
contiene 1, 004 g de la sal e 250 cm3 de disolución.
a) Encuentre el producto de solubilidad del cloruro de plomo (II)
b) Determine si se producirá precipitado al mezclar 10 cm3 de disolución de cloruro de
sodio 0, 1 M con 30 cm3 de disolución de nitrato de plomo (II) 0, 01M.
Solución: no entra en temario de Madrid
9.- En un matraz vacío de 1 litro de capacidad se colocan 6 gramos de PCl5 gaseoso. Se
calienta a 250 ºC, con lo que el PCl5 se disocia parcialmente en Cl2 y PCl3, ambos
gaseosos. La presión de equilibrio es 2, 078 atm. Calcule:
a) El grado de disociación del pentacloruro de fósforo.
b) La constante de equilibrio Kp a 250 ºC
Solución:
a) 68,4 % (α = 0,684)
b) Kp = 1, 83
10.- En una vasija de 10 litros manatenida a 270 ºC en donde previamente se hizo el
vacío, se introducen 2, 5 moles de PCl5 y se cierra herméticamente. La presión en el
interior comienza a elevarse debido a la disociación del PCl5 hasta que se estabiliza a
15, 68 atm. Sabiendo que la reacción es exotérmica, calcule:
a) El valor de la constante Kc de dicha reacción a la temperatura señalada.
b) El número de moles de todas las especies en el equilibrio
c) Señale la influencia de la temperatura y de la presión sobre el equilibrio.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) Kc = 0,067
b) 1, 5 moles de PCl5, 1 mol de PCl3 y 1 mol de Cl2
c) Aumento temperatura izquierda; aumento presión izquierda.
11.- La siguiente reacción se encuentra en equilibrio en un recipiente cerrado:
2Cl2 (g) + 2H2O (g)
4 HCl (g) + O2 (g)
79
∆Hº= 113 kJ/mol
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Indica razonadamente qué le pasará al número de moléculas de agua si:
a)
b)
c)
d)
e)
Se añade axígeno
Disminuye el volumen del recipiente
Baja la temperatura
Se añade un catalizador
Se añade helio
Solución:
a) Izquierda
b) Izquierda
c) Izquierda
d) Nada
e) Nada porque V = cte.
12.- Tenemos el siguiente equilibrio:
H2O (g) + CO (g)
CO2(g) + H2 (g)
Y sabemos que el valor de Kc a 900ºC ale 0, 003, mientras que a 1200ºC el valor de Kc
es 0, 2. Responder de forma razonada las siguientes cuestiones:
a) ¿Cuál es la temperatura más adecuada para favorecer la producción de CO2?
b) ¿Cómo afectaría a la reacción un aumento de la presión?
c) Si se elimina H2 a medida que se va formando, ¿hacia dónde se desplaza el
equilibrio?
d) Dado que, al aumentar la temperatura, la reacción se desplaza hacia la
formación de CO2, ¿ la reacción será exotérmica o endotérmica?
Solución:
a) 1200ºC
b) Nada
c) Derecha
d) Endotérmica.
13.- En un recipiente de 5 litros se introduce 1 mol de SO2 y 1 mol de O2 y se calienta
a 1000 ºC, estableciéndose el siguiente equilibrio:
2 SO2 (g) + O2 (g)
2 SO3 (g)
Una vez que se ha alcanzado el equilibrio se encuentran 0, 15 moles de SO2. Se pide:
a) Composición de la mezcla en equilibrio
b) El valor de Kc y Kp
Solución:
a) SO2 = 0, 5 moles; O2= 0, 575 moles ; SO3 = 0, 85 moles
b) Kc = 279; Kp = 2,67
80
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
14.- En un matraz de 10 litros se introduce una mezcla de 1, 84 moles de N2 y 1, 02
moles de O2. Se calienta la mezcla hasta 2200 K, estableciéndose el equilibrio:
N2 (g) + O2 (g)
2NO (g)
En estas condiciones reacciona el 1, 09 % del N2 existente. Calcular:
a) Kc en el equilibrio
b) Las presiones parciales de los gases y la presión total del sistema en el
equilibrio.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) Kc = 8,8.10-4
b) PN2 = 32,84 atm; PO2= 18,04 atm ; PNO= 0, 72 atm
15.- Justifique las siguientes afirmaciones si son ciertas o falsas:
a) Un valor negativo de una constante de equilibrio significa que la reacción
inversa es espontánea.
b) Para una reacción exotérmica, se produce un desplazamiento hacia la formación
de productos al aumentar la temperatura.
c) Para una reacción a temperatura constante con igual número de moles gaseosos
de reactivos y productos, no se produce desplazamiento del equilibrio si se
modifica la presión.
d) Para una reacción a temperatura constante donde únicamente son gases los
productos, el valor de la constante de equilibrio disminuye cuando disminuye el
volumen del recipiente.
Solución:
a) F.
b) F.
c) V.
d) F.
16.- El equilibrio PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2 (g) se alcanza calentando 3 gramos
de pentacloruro de fósforo hasta 300ºC en un recipiente de medio litro, siendo la presión
final de 2 atm. Calcule:
a) El grado de disociación del pentacloruro de fósforo.
b) El valor de Kp a dicha temperatura
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Cl = 35, 5
P= 31,0
Solución:
a) α= 0, 48 ( 48%)
b) Kp = 0,60
17.- Dada la reacción química en equilibrio: aA (g) + bB (g)
81
cC (g)
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Desarrolle una expresión que relacione la constante de equilibrio en función de las
concentraciones (Kc) con la constante de equilibrio en función de las presiones parciales
(Kp). Razone sobre la evolución del equilibrio al aumentar la presión, si, a, b y c valen
1, 2 y 3, respectivamente. ¿Y si aumenta la concentración de B?
18.- En un recipiente de 10 litros se introduce una mezcla de 4 moles de nitrógeno y 12
moles de hidrógeno. Se eleva la temperatura hasta 1000 K, estableciéndose el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
En ese instante se observa que hay 0, 92 moles de amoniaco.
a) Calcule el valor de Kc a dicha temperatura
b) Determine el valor de la presión total del sistema en equilibrio.
Solución:
a) Kc = 2 .10-2
b) P = 124 atm
19.- La constante Kp correspondiente al equilibrio:
CO (g) + H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g)
Vale 10 a la temperatura de 690 K. Si, inicialmente, se introducen en un reactor 15 litros
de volumen, 0, 3 moles de CO y 0, 2 moles de H2O. Calcule:
a) Las concentraciones de cada una de las especies (CO, H2O, CO2 y H2 )
b) La presión en el interior del recipiente tras alcanzarse el equilibrio
c) Si la constante de equilibrio Kp correspondiente a este mismo equilibrio alcanza
un valor de 66, 2 a 550 K, deduzca si se trata de una reacción endotérmica y
exotérmica.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1 . mol-1
Solución:
a) [CO2]=[H2]= 0,0117 M ; [CO]= 8,33.10-3 M ; [H2O] = 1,67.10-3 M
b) P = 1,9 atm.
c) Exotérmica.
20.- En una vasija de 10 litros mantenida a 270ºC en donde previamente se hizo el
vacío, se introducen 2,5 moles de PCl5 y se cierra herméticamente. La presión en el
interior comienza a elevarse debido a la disociación del PCl5 hasta que se estabiliza a
15,68 atm. Sabiendo que la reacción es exotérmica, calcule:
a) El valor de la constante Kc de dicha reacción a la temperatura señalada.
b) El número de moles de todas las especies en el equilibrio.
c) Señale la influencia de la temperatura y de la presión sobre el equilibrio.
Datos: R = 0, 082 atm.L.mol-1.K-1
82
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
Solución:
a) Kc = 0,067
b) n(PCl5) = 1, 5 mol ; n(PCl3) = 1 mol
c) Izquierda.
83
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- La reacción N2O4 (g)
2NO2 (g) transcurre a 150ºC con una Kc = 3, 20.
a) ¿Cuál deber ser el volúmen del recipiente en el que se realiza la reacción para que
estén en equilibrio 1 mol de N2O4 (g) con dos moles de NO2 (g) ¿
b) Responder, razonadamente, si la siguiente proposición es cierta o falsa: “ Un cambio
de presión en una reacción en equilibrio modifica siempre las concentraciones de los
componentes”.
2.- En una reacción A + B
AB, en fase gaseosa, la constante Kp vale 4, 3 a la
temperatura de 250ºC y tiene un valor de 1, 8 a 275ºC.
a) Enuncie el principio de Le Chàtelier.
b) Razone si dicha reacción es exotérmica o endotérmica.
c) ¿Qué volumen de disolución 0, 02 M de hidróxido sódico será necesario para
neutralizar completamente 10 mL de la disolución del ácido anterior?
3.- Justifique: si a una reacción le añadimos un catalizador, la entalpía de reacción no
varía.
4.- En un matraz de un litro de capacidad se introducen 0, 387 moles de nitrógeno y 0,
642 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y se establece el equilibrio:
N2 (g) + 3 H2 (g)
2NH3 (g)
Encontrándose que se han formado 0, 06 moles de amoníaco. Calcule:
a) La composición de la mezcla gaseosa en el equilibrio.
b) Kc y Kp a la citada temperatura.
c) Si las misma cantidades iniciales de nitrógeno e hidrógeno se introducen en el
mismo recipiente y al calentar la mezcla se establece el equilibrio a 1300 K, ¿ se
producirá alguna modificación en los moles formados de amoníaco? Justifica la
respuesta.
5.-a) Para el equilibrio: 2NO (g) + 2 CO (g)
N2 (g) + 2CO2 (g) se sabe que
ΔH < 0. Indique, razonadamente, tres formas de actuar sobre dicho equilibrio que
reduzcan la formación de CO, gas extremadamente tóxico.
b) Definir: catalizador, grado de disociación, velocidad de reacción, hidrólisis, complejo
activado.
6.-El dióxido de nitrógeno, NO2, de color pardo-rojizo, reacciona consigo mismo
(dimerización) para dar tetraóxido de dinitrógeno, N2O4, que es un gas incoloro. Una
mezcla en equilibrio a 0ºC es casi incolora, mientras que a 100ºC tiene un color pardorojizo. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) Escriba el equilibrio químico correspondiente a la reacción de dimierización.
b) La reacción de dimierización, ¿ es xotérmica o endotérmica?
84
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
c) Indique qué ocurriría si a 100ºC se aumenta la presión del sistema.ç
d) Escriba la expresión de la constante de equilibrio, Kp, para la reacción de
disociación del dímero, en función del grado de disociación y de la presión total.
7.- En un recipiente de 10 litros a 800 K, se introducen 1 mol de CO (g) y 1 mol de H2O
(g).
Cuando se alcanza el equilibrio representado por la ecuación:
CO (g) + H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g)
El recipiente contiene 0, 655 moles de CO2 y 0, 655 moles de H2. Calcule:
a) Las concentraciones de los cuatro gases en el equilibrio.
b) El valor de las constantes Kc y Kp para dicha reacción a 800 K.
Datos: R = 0, 082 atm.L.K-1.mol-1
8.-Se introducen 0, 85 moles de H2 y 0, 85 moles de CO2 en un recipiente de 5 litros y
se calienta la mezcla a 1600ºC. Al establecerse el equilibrio :
H2 (g) + CO2 (g)
CO (g) + H2O (g) , se encuentra que la mezcla de gases
contiene 0, 55 moles de CO.
a) Determine las presiones parciales de cada gas en el equilibrio.
b) Si a los gases en el equilibrio se añaden 0, 4 moles de CO, ¿cuáles serán las
concentraciones de los gases cuando se alcance el nuevo equilibrio a la misma
temperatura?
Datos: R =0, 082 atm.L.K-1.mol-1
9.-A cierta temperatura la Kc del equilibrio:
CO (g) + H2O (g)
CO2 (g) + H2 (g) , alcanza el valor de 4,0.
a) Indicar en qué sentido se desplazará el equilibrio si en un recipiente se 10,00L se
introducen 14,00 g de CO, 0, 90 g de H2O, 1, 76 g de CO2 y 1,00 g de H2 y se
calienta hasta la temperatura de equilibrio.
b) Calcular la concentración de CO cuando se alcance el equilibrio.
c) Calcular el valor de la constante Kp.
Datos: C=12, H=1, O=16
R =0, 082 atm.L.K-1.mol-1
10.- Un depósito cerrado de 15,8 litros contiene 8, 8 g de dióxido de carbono. Se eleva
la temperatura a 3000ºC y, cundo se alcanza el equilibrio:
CO2 (g)
CO (g) + ½ O2 (g)
La presión total del depósito es de 4 atm. Calcular:
85
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) El grado de disociación del dióxido de carbono.
b) El valor de Kc para este equilibrio a 3000ºC
c) Los gramos de oxígeno en el equilibrio.
Datos: C = 12, O =16
R =0, 082 atm.L.K-1.mol-1
11.- En un matraz de 5 litros se introducen inicialmente 0, 2 moles de hidrógeno y 0, 2
moles de yodo. Se calienta a 500ºC alcanzándose el equilibrio siguiente:
H2 (g) + I2 (g)
2HI (g), con una constante Kc = 52.
a) ¿Cuáles son las concentraciones en el equilibrio de H2, I2 y HI?
b) ¿Cuánto vale Kp?
Datos: 0, 082 atm.L.K-1.mol-1
12.-La reacción N2O4 (g)
2NO2 (g) transcurre a 150 ºC con una Kc = 3, 20.
a) ¿Cuál debe ser el volumen del recipiente en el que se realiza la reacción para
que estén en equilibrio 1 mol de N2O4 (g) con 2 moles de NO2 (g)?
b) Responder, razonadamente, si la siguiente proposición es cierta o falsa: “ Un
cambio de presión en una reacción en equilibrio modifica siempre las
concentraciones de los componentes”.
13.- En un matraz de 2 L se introducen 0,2 moles de PCl5 y se eleva la temperatura
hasta 250ºC. Se establece el equilibrio:
PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2 (g)
Si el grado de disociación es de 0,8, calcule:
a) La presión en el interior del matraz
b) El valor de Kc a 250ºC
14.-Se introduce 1 mol de N2O4 en un recipiente cerrado. Cuando se alcanza el
equilibrio:
N2O4 (g)
2NO2 (g)
La presión del sistema a 25ºC es de 1, 5 atmósferas. Sabiendo que la constante de
equilibrio es 0, 14 ¿Cuáles son las presiones parciales de los componentes? ¿Qué
fracción de N2O4 se ha disociado en NO2?
15.-En un recipiente de 5 litros se introducen 1, 84 moles de nitrógeno y 1,02 moles de
oxígeno. Se calienta en el recipiente hasta 2000 ºC estableciéndose el equilibrio:
N2 (g) + O2 (g)
86
2NO (g)
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
En estas condiciones reacciona el 3 % del nitrógeno existente.Calcule:
a) El valor de Kc a dicha temperatura.
b) La presión total en el recipiente, una vez alcanzado el equilibrio.
Datos: 0, 082 atm.L.K-1.mol-1
16.-Para el equilibrio: CO2 (g) + H2 (g)
CO (g) + H2O (g)
la constante Kc vale 1, 50 a 1500K
En un matraz de 2 litros se introducen 0, 20 moles de dióxido de carbono y 0,20 moles
de hidrógeno molecular y se calienta hasta 1500 K . Determina:
a) El número de moles que habrá de cada sustancia al alcanzarse el equilibrio.
b) La presión total en el interior del matraz.
17.- En el proceso Deacon, el cloro (g) se obtiene según el siguiente equilibrio:
4 HCl (g) + O2 (g)
2 Cl2 (g) + 2 H2O (g)
Se introducen3, 285 g de HCl (g) y 3, 616 g de O2 en un recipiente cerrado de 10 litros
en el que previamente se ha hecho el vacío. Se calienta la mezcla a 390ºC, y cuando se
ha alcanzado el equilibrio a esta temperatura se observa la formación de 2,655 g de Cl2
(g).
a) Calcule el valor de Kc
b) Calcule la presión parcial de cada componente en la mezcla de equilibrio y, a
partir de estas presiones parciales, calcule el valor de Kp.
Datos: masas atómicas relativas: H=1, Cl= 35,5, O=16,
R=0,082 atm.L/mol.K
87
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
EQUILIBRIO QUÍMICO
1.- A 300ºC, la reacción de deshidrogenación del 2- propanol para dar propanona según
la ecuación:
CH3-CHOH – CH3 (g)
CH3 – CO –CH3 (g) + H2(g)
Es una reacción endotérmica. Explica razonadamente qué le ocurrirá a la constante de
equilibrio: a) al aumentar la temperatura; b) si se utiliza un catalizador; c) si se aumenta
la presión total manteniendo constante la temperatura.
2.- Indica que ocurre con el valor de Kc si se introducen en el recipiente a temperatura
constante, dos moles de helio, y justifica, por tanto, hacia dónde se desplazará el
sistema.
Datos: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
3.- Sea el proceso en equilibrio:
C (s) + H2O (g)
CO (g) + H2 (g) Δ H = 131,2 kJ/mol ; Δ S = 134,1 J/mol.K
Contesta razonadamente:
a)
b)
c)
d)
¿Cómo modifica el equilibrio la adición de carbono?
¿Cómo modifica el equilibrio el aumento de la presión?
¿Cómo modifica el equilibrio el aumento de la temperatura?
¿A qué temperaturas será espontáneo el proceso de formación de hidrógeno?
4.- Se tiene el siguiente equilibrio gaseoso:
2 CO + O2
Δ H = -135 kcal
CO2
Indica de un modo razonado cómo influye sobre el desplazamiento del equilibrio:
a) Un aumento de la temperatura.
b) Una disminución en la presión.
c) Un aumento en la concentración de oxígeno.
5.- En el proceso Haber – Bosch para la síntesis de amoníaco tiene lugar la reacción
siguiente en fase gaseosa:
N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
Δ Hº = -92,6 kJ
a) Explica cómo debe variar la presión, el volumen y la temperatura para que el
equilibrio se desplace hacia la formación de amoníaco.
b) Comenta las condiciones reales de obtención del compuesto en la industria.
88
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
6.- Algunos iones metálicos reaccionan con el agua formando hidróxidos según la
reacción:
M2+ + 2 H2O
M(OH)2 + 2 H+
Razona si son o no correctas las siguientes proposiciones:
a) La adición de un ácido fuerte destruirá del hidróxido formado.
b) Al añadir NaOH al sistema, el equilibrio se desplazará a la izquierda.
6.- Se pone un vaso con agua cierta cantidad de una sal poco soluble de fórmula general
AB3, que no se disuelve completamente. El producto de solubilidad de la sal es Ks.
a) Deduce la expresión que relaciona la concentración de A3+ con el producto de
solubilidad de la sal.
b) A continuación, se introduce en el vaso una cantidad de una sal soluble CB2.
¿Qué variación produce en la solubilidad de la sal AB3?
7.- Las constantes de equilibrio de las siguientes reacciones son K1, K2 y K3,
respectivamente.
2H2 (g) + O2 (g)
H2 (g) + 1/2O2 (g)
2H2O (g) +
2 H2O (g)
K1
2 H2O (g)
K2
2 H2 (g) + O2 (g)
K3
¿Cuál es la relación entre K1 y K2? ¿Y entre K2 y K3?
8.- Dado el siguiente equilibrio: 2NO2 (g) +
2 NO (g) + O2 (g)
Responde, de forma razonada, a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cómo afectaría al equilibrio un aumento de presión?
b) Si se elimina O2 a medida que se va formando, ¿hacia dónde se desplaza el
equilibrio?
c) Dado que al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza hacia la formación
de NO, ¿la reacción será exotérmica o endotérmica?.
d) ¿Afectaría la adición de un catalizador al valor de la constante de este
equilibrio?
9.- El dióxido de nitrógeno es un gas que se presenta en forma monómera a 100ºC.
Cuando se disminuye la temperatura del reactor hasta 0ºC se dimeriza para dar tetróxido
de dinitrógeno gaseoso.
a) Formula el equilibrio químico correspondiente a la reacción de dimerización.
b) ¿Es exotérmica o endotémica la reacción de dimerización?
c) Explica el efecto que produce sobre el equilibrio una disminución del volumen
del reactor a temperatura constante.
89
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
d) Explica cómo se verá afectado el equilibrio si disminuye la presión total, a
temperatura constante.
10.- a) Desarrolla la expresión que relaciona Kc con Kp.
b) Calcula el valor de Kp a 900 K para la reacción:
2SO2 (g) + O2 (g)
2 SO3 (g)
Sabiendo que Kc = 13M-1 a esa temperatura.
11.-Razona el efecto que provocará en la síntesis de amoníaco:
2 NH3 (g)
2N2 (g) + 3H2 (g)
a) Un aumento de presión en el reactor.
b) Emplear un exceso de nitrógeno.
c) Un aumento de la temperatura.
d) El uso de un catalizador.
12.- En uno de los procesos industriales de obtención de gas cloro se llega al siguiente
equilibrio:
4HCl (g) + O2 (g)
2 Cl2 (g) + 2 H2O (g) ; ΔH< 0
Explica si favorecería o no la obtención de cloro:
a)
b)
c)
d)
Un aumento de la presión.
La eliminación de agua.
Un aumento de la temperatura.
La utilización de un catalizador.
13.- Razona el efecto que tendrán sobre el siguiente equilibrio cada uno de los cambios
propuestos:
4HCl (g) + O2 (g)
a)
b)
c)
d)
e)
2 Cl2 (g) + 2 H2O (g) ; ΔH = -115 kJ
Aumentar la temperatura.
Aumentar la presión total reduciendo el volumen.
Añadir O2 (g).
Eliminar parcialmente HCl (g).
Añadir un catalizador.
14.-El NO2 y el SO2 reaccionan según la ecuación:
NO2 (g) + SO2 (g)
NO (g) + SO3 (g)
Una vez alcanzado el equilibrio, la composición de la mezcla contenida en un recipiente
de 1 litro de capacidad es: 0,6 mol de SO3, 0,4 mol de NO, 0,1 mol de NO2 y 0,8 mol de
SO2. Calcule:
90
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) El valor de Kp es esas condiciones de equilibrio.
b) La cantidad en moles de NO que habría que añadir al recipiente, en las mismas
condiciones, para que la cantidad de NO2 fuera 0,3 mol.
15.-Para el equilibrio: PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2(g), la constante Kp vale 1,05, a
250ºC. Sabiendo que el volumen del recipiente son 2,0 litros y que en el equilibrio los
moles de PCl5 y de PCl3 son 0,042 y 0,023, respectivamente, calcula la presión parcial
de cloro en el equilibrio.
Dato: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
16.- En un recipiente de 20 L a 25ºC se hallan en equilibrio 2, 14 moles de N2O4 y 0, 50
mol de NO2.
N2O4
2 NO2
a) Calcula Kc y Kp ( y sus unidades) a esa temperatura.
b) Calcula la concentración de NO2 cuando se reestablezca el equilibrio si se
introducen en el recipiente, a temperatura constante, dos moles de N2O4.
c) Indica qué ocurre con el valor de Kc si se introducen en el recipiente a
temperatura constante, dos moles de helio, y justifica, por tanto, hacia dónde se
desplazará el sistema.
Dato: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
17.- En un recipiente cerrado y vacío de 10 litros se introducen 1, 12 g de monóxido de
carbon y 2, 84 g de cloro. Se eleva la temperatura a 525ºC y, cuando se alcanza el
siguiente equilibrio, la presión total es de 328 mmHg:
CO (g) + Cl2 (g)
COCl2 (g)
Calcula:
a) La constante Kc para este equilibrio a 525ºC.
b) La constante Kp para este equilibrio a 525ºC.
c) Los gamos de cloro en el equilibrio.
Dato: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
C = 12 ; O = 16 ; Cl = 35,5
18.- Para el equilibrio a 55ºC: A (g)
2 B (g), la constante Kp vale 0,66 atm. Calcula:
a) El valor de la constante Kc a esta temperatura.
b) Si el grado de disociación de A para el equilibrio a 55ºC y una presión total de 0,
5 atmósferas.
Dato: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
91
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
19.- Una mezcla gaseosa está constituida inicialmente por 7,9 mol de hidrógeno y 5,3
mol de yodo es estado vapor. Se calienta hasta 450 ºC y se llega al equilibrio
habiéndose formado 9, 52 mol de HI.
En un segundo proceso, a la citada temperatura, y en un volumen de 2 litros, se
introducen 0,02 mol de hidrógeno y 0,02 mol de yodo.
a) Calcula la constante de equilibrio a 450ºC de la reacción:
I2 (g) + H2 (g)
2HI(g)
b) ¿Cuál será el grado de disociación en el segundo proceso?.
20.- Para la reacción de esterificación que tiene lugar entre el ácido propanoico y el
etanol para dar propanoato de etilo y agua (todas las especies son líquidas):
a) Escribe la ecuación de la reacción.
b) Si la constante de equilibrio de la reacción es Kc = 16,0 halla las
concentraciones de equilibrio cuando la reacción se inicia con 1 mol de cada
reactivo en un recipiente de 1 litro de capacidad.
c) Escribe y nombra algún isómero del éster formado.
21.- En un recipiente de 5 litros se introducen 1 mol de SO2 y 1 mol de O2, se calienta a
727ºC, estableciéndose el siguiente equilibrio:
2SO2 (g) + O2 (g)
2SO3(g)
En este equilibrio se encuentran 0, 15 moles de SO2. Calcula:
a) La cantidad, en gramos, de SO3 formado.
b) El valor de Kc.
22.- El COCl2 gaseoso se disocia a una temperatura de 1000K, según la siguiente
reacción:
COCl2 (g)
CO (g) + Cl2 (g)
Cuando la presión de equilibrio es de 1 atm, el porcentaje de disociación del COCl2 es
de 49,2 %. Calcula:
a) El valor de Kp.
b) El porcentaje de disociación del COCl2 cuando la presión de equilibrio es de 5
atm a 1000K.
23.-Considera el siguiente equilibrio:
SO3(g)
SO2 (g) + ½ O2 (g) ΔH= 98 kJ/mol
92
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) En un reactor de 5 litros se introducen 200,0 gramos de SO3. Alcanzado el
equilibrio a 80ºC, se observa que la presión total en el interior del recipiente es
de 18 atm. Calcula el valor de Kc.
b) Razona cómo afecta al equilibrio un aumento de temperatura, un aumento del
volumen del reactor y la presencia de un catalizador ( cada factor por separado).
Datos: S = 32; O = 16
24.- En un recipiente de 1, 5 litros se introducen 3 mol de pentacloruro de fósforo
(PCl5). Cuando se alcanza el equilibrio a 390 K, el pentacloruro de fósforo se ha
disociado un 60% según el siguiente equilibrio:
PCl5 (g)
PCl3 (g) + Cl2 (g)
Calcula:
a) Las concentraciones de cada una de las especies en el equilibrio.
b) Kc
c) Kp
25.-El producto de solubilidad del fluoruro de magnesio es 8.10-8. Calcula:
a) La solubilidad de dicho compuesto en agua.
b) La solubilidad en una disolución 0, 5 M de NaF.
26.- ¿Precipitará Mg(OH)2, a 25ºC si se mezclan 30 mL de disolución acuosa 0,015 M
de NaOH con 65 mL de otra disolución acuosa 0, 12 M de MgCl2?.
Dato: Ks (Mg(OH)2) = 1, 5.10-4.
27.- Se introducen 2 mol de COBr2 en un recipiente de 2 L y se calienta hasta 73ºC. El
valor de la constante Kc, a esa temperatura, para el equilibrio:
COBr2 (g)
CO(g) + Br2 (g), es 0,09.
Calcula en dichas condiciones:
a) En número de moles de las tres sustancias en el equilibrio.
b) La presión total del sistema.
c) El valor de la constante Kp.
Dato: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
28.- El amoníaco se obtiene industrialmente a partir de nitrógeno e hidrógeno. Se
introducen en un recipiente 1,0 mol de N2 y 3,2 mol de H2 y se calienta hasta una
determinada temperatura, observándose que al alcanzarse el equilibrio existe un total de
3,8 mol entre reactivos y producto.
a) Calcula el número de moles de cada gas en el equilibrio.
b) Si el recipiente es de 10 litros, calcula el valor de Kc a esa temperatura.
93
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES
1.- Razone mediante un ejemplo, si al disolver una sal en agua:
a) Se puede obtener una disolución de pH básico.
b) Se puede obtener una disolución de pH ácido.
c) Se puede obtener una disolución de pH neutro.
Solución:
a) Sí: CH3COONa
b) Sí: NH4Cl
c) Sí: NaCl
2.- Si queremos impedir la hidrólisis que sufre el acetato de sodio en disolución
acuosa, ¿cuál de los siguientes métodos será más eficaz?
a)
b)
c)
d)
Añadir ácido acético a la disolución
Añadir NaCl a la disolución
Añadir HCl a la disolución
Ninguno, no es posible impedirla
Solución:
a)
3.-a) Una disolución acuosa ácida, ¿qué pH puede tener? Explicar el porqué.
b) Una disolución acuosa de una sal de ácido fuerte y base débil, ¿ es ácida, básica o
neutra? Explicar por qué.
Solución:
a) Todos los < 7
b) Ácida.
4.-a) Defina los conceptos de ácido y base de Brönsted y Lowry, y ponga un ejemplo de
cada uno de ellos.
b) ¿Es posible que al disolver una sal en agua la disolución resultante tenga pH básico?
Indique un ejemplo en caso afirmativo y escriba la reacción correspondiente?.
5.- a) Clasifique según la teoría de Brönsted –Lowry, las siguientes sustancias en ácido
o bases, escribiendo las ecuaciones que justifiquen su respuesta y nombrando las
especies que intervienen:
NH3
H2PO4-
SO42-
HNO3
b) ¿Podría utilizarse la teoría de Arrhenius para clasificarlas?
Solución:
a) Ácido nítrico y amoníaco.
b) Sí.
94
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
6.-De los siguientes compuestos iónicos: NaCH3COO; FeCl3, NaCl, (NH4)2SO4 y Na2S,
indique:
a) ¿Cuál no se hidroliza en disolución acuosa?.Razone la respuesta
b) ¿Cuáles conducen a una disolución de pH ácido como consecuencia de la hidrólisis?
Solución:
NaCH3COO (pH básico); FeCl3(pH ácido), NaCl (pH = neutro), (NH4)2SO4 ( ácido)
y Na2S (básico); FeCl3 y (NH4)2SO4
7.-Explique brevemente la teoría ácido-base de Brönsted –Lowry.
8.-a) ¿Cuál es la diferencia fundamental del concepto de ácido-base según la teoría de
Arrhenius y de Brönsted –Lowry?
b) Dados los siguientes ácido: HClO4 (ácido fuerte); HF (Ka = 7.10-4); HClO (Ka =
3,2.10-8), escriba las bases conjugadas respectivas.
c) Ordene, razonándolo, las bases conjugadas del apartado b) según su fuerza creciente
como bases.
Solución:
ClO4- , F-, ClO- ; H ClO< HF < H ClO4 ; ClO4-< F-<ClO9.-Sabiendo que la constante de ionización del ácido acético (Ka) tiene un valor de
8.10-5, calcule:
a) El grado de disociación.
b) El pH de una disolución 0,01 M de ácido acético.
1,
Solución:
a) α = 0,042 (4,2%)
b) pH=3,4
10.-Una muestra de 25,0 cm3 de un vinagre fue valorada con una disolución de NaOH
0, 60M.
La lectura de la bureta era de 0, 6mL en le instante inicial de la valoración, y de 31,5
mL en el momento de viraje del indicador.
a) Dibujar un esquema rotulado del montaje experimental.
b) Calcular la concentración de ácido etanoico de la muestra de vinagre en términos
de molaridad y de porcentaje en volumen.
c) Razonar qué indicador sería el adecuado para determinar el punto de
equivalencia de esta valoración y cuál sería el cambio de coloración observado.
Datos: Densidad del ácido etanoico puro: 1, 95 g/cm3
C=12; O = 16; H=1
Solución:
b) 0,74 M ; 4,24 %
c) De incoloro a rojo.
95
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
11.-Se dispone de una disolución acuosa concentrada de ácido clorhídrico de 1, 16 g/mL
de densidad y 32, 14% en peso. Calcular:
a) La normalidad de la disolución acuosa obtenida diluyendo 12,2mL de la
disolución concentrada a 500 mL.
b) El pH obtenido al añadir 10 mL de la disolución obtenida en a).
Solución:
a) 0,25 N
b) pH = 12,3
12.- El ácido fórmico (cuyo nombre sistemático es metanoico) es un ácido débil cuya
constante de acidez vale 1, 84.10-4. Se tienen 500 mL de una disolución acuosa de ácido
fórmico, en la cual este se encuentra disociado un 34%. Calcula: a) la concentración del
ácido fórmico en la disolución; b) los moles de las especies HCOOH, HCOO- y H3O+
en el equilibrio; c) el pH de dicha disolución.
Solución:
a) 1,05.10-3M
b) n ( HCOO-) = n(H3O+) = 1,78.10-4 moles ; n(HCOOH) = 3,46.10-4 moles.
13.- Calcular el grado de disociación y la molaridad de una disolución de ácido acético
en agua, cuya concentración de protones es 1, 34.10-3 M y la constante de disociación
ácida Ka= 1,8.10-5.
Solución:
1,3% ; Co = 0,1011 mol/L ;
14.-a) Indique cuál es el pH de una disolución 0, 01M de ácido nítrico.
b) Se añaden 0, 82 g de acetato de sodio a 1 L de la disolución anterior. razone si el pH
será menor, igual o mayor que en el caso anterior.
c) Para el apartado b), calcule la concentración de ion acetato en la disolución.
Datos: Masas atómicas: H=1; C=12; O=16; Na=23
Ka (ácido acético) = 1,8.10-5
Solución:
a) pH = 2
b) mayor que en a)
c) 4,15.10-4 M
15.- Se mezclan 100 mL de una disolución 0,1 M de HCl con 150 mL de otra
disolución 0,2M del mismo ácido.
a) Calcule la concentración molar en HCl de la disolución resultante.
b) Se emplea la disolución del apartado anterior para valorar una solución
desconocida de NaOH. Si 40 mL de la disolución de NaOH consumen 38,2 mL
de la disolución valorante de HCl, ¿cuál es la concentración molar de NaOH?
¿Qué indicador utilizaría para esta volumetría?
96
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) 0, 16 M ; 0, 15 M
b) Tornasol o fenolftaleina.
16.-Sobre 100 cc de una disolución de 0, 025 mol/L de hidróxido sódico se añaden 40
cc de una disolución 0,115 M de ácido clorhídrico. Calcúlese el pH de la disolución
resultante.
Solución:
pH = 1,82
17.-Se valora una disolución de 25 mL de HCl 0, 2 N con una disolución de NaOH
0, 2N.
a) ¿Cuál será el pH cuando se añaden 24,98 mL de NaOH?
b) ¿Cuál será el pH después de agregar 25,02 mL de NaOH?
c) ¿Cuál de los siguientes indicadores, cuyos colores e intervalos de viraje figuran a
continuación, usaría en la valoración?
Indicador
Fenolfaleína
Rojo de metilo
Naranja de metilo
Color forma ácida
Incoloro
Rojo
Naranja
Color forma básica
Rosa
Amarillo
Amarillo
Intervalo de viraje
8.2-10
4.8-6.2
3.1-4.4
Solución:
a) pH = 4,1
b) pH = 9,9
c) Fenolftaleina
18.-a) Calcule el pH de una disolución 0,01 M de ácido acético (Ka= 2.10-5M).
b) ¿Cuántos mL de agua hay que añadir a 10 mL de HCl 10-3M para obtener el mismo
pH que en el apartado anterior?.Suponga que los volúmenes son aditivos.
Solución:
a) pH = 3,35
b) V = 12,2 mL
19.-Calcule el pH y el tanto por ciento de hidrólisis de una disolución 0,02M de acetato
sódico.
Dato: Ka= 1, 8.10-5
Solución:
0,017 %
20.-Se dispone de dos frascos, sin etiquetar, con disoluciones 0,1M de ácido sulfúrico y
0,1M de ácido acético. Se mide si acidez, resultando que el frasco A tiene pH = 2,9 , y
el frasco B, pH = 0,7.
a) Explica qué frasco corresponde a cada uno de los ácidos.
b) Calcula la constante de acidez (Ka) de ácido acético.
97
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) A = ácido acético, B = ácido sulfúrico
b) Ka = 1,6.10-5
21.- Se dispone de 80 mL de una disolución 0,15 M de ácido clorhídrico, disolución A,
y de 100 mL de otra disolución 0,1 M de hidróxido de sodio, disolución B. Se desea
saber:
a) El pH de la disolución A
b) El pH de la disolución B
c) Si se mezclan ambas disoluciones, ¿cuánto valdrá el pH de la disolución resultante?
Solución:
a) pH = 0, 82
b) pH = 13
c) pH = 1,96
98
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES
1.- ¿Qué significado tienen los términos fuerte y débil referidos a un ácido o a una base?
b) Si se añade agua a una disolución de pH=4, ¿Qué le ocurre a la concentración de
H3O+?
Solución:
Disminuirá
2.- En dos vasos A y B, se tienen dos disoluciones de la misma concentración. El vaso
A contiene 25 mL de una disolución de NaOH y el vaso B 25 mL de una disolución de
amoniaco. Las dos disoluciones se van a valorar con una disolución de HCl. Indique
razonadamente, si son verdaderas o falsas las siguientes cuestiones:
a)
b)
c)
d)
Las dos disoluciones básicas tienen el mismo pH inicial.
Las dos disoluciones necesitan el mismo volumen de HCl para su valoración.
En el punto de equivalencia, el pH de la valoración B es 7.
En las dos disoluciones se cumple que, en el punto de equivalencia [H+] = [OH-]
Datos: Kb (amoniaco) = 1, 8 . 105
Solución:
a) F.
b) V.
c) F.
d) V.
3.- Las constantes de acidez del ácido acético ( etanoico) y del ácido hipocloroso son
1, 8.10-5 y 3, 2 .10-8, respectivamente.
a) Escribir la reacción química que, de acuerdo con la teoría de Brönsted –Lowry,
justifica el carácter básico de la lejía de hipoclorito de sodio. ¿Podría explicare
este carácter básico empleando la teoría de Arrhenius?
b) Indicar y nombrar las bases conjugadas del ácido clorhídrico y cloruro de
amonio y los ácidos conjugados del hidróxido de sodio, cianuro de potasio y
carbonato de sodio.
c) Escribir la reacción química del agua con el ácido acético y la expresión de si
constante de acidez.
Escribir la reacción química del agua con la base conjugada del ácido acético y
la expresión de su constante de basicidad.
d) Demostrar cómo se puede calcular la constante de basicidad del ion acetato a
partir de la constante de acidez del ácido acético.
Solución:
Kb = 5,6.10-10
99
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
4.- Una disolución acuosa comercial de ácido sulfúrico es de un 80, 70% en peso de
riqueza y tiene una densidad de 1, 74 g/ml. Calcular:
a) La molaridad de la disolución comercial
b) El volumen de disolución comercial necesario para preparar 2 litros deñacido
sulfúrico 0, 5 M.
c) El pH cuando se añaden 15 mL de hidróxido sódico 0, 5 M a 10 ml de ácido
sulfúrico 0, 5 M.
d) El pH cuando se añaden 25 mL de hidróxido de sodio 0, 5M a 10 mL de ácido
sulfúrico 0, 5 M.
Datos: Masas atómicas: H=1
O=16 S=32
Solución:
a) 14,2 M
b) V = 70 mL
c) pH = 1
d) pH = 12,9
5.- El efluente residual de una empresa de tratamiento de superficies metálicas contiene
un 0, 2 % en peso de ácido sulfúrico, debiendo ser neutralizado mediante la adición de
hidróxido sódico. Concretamente se pretenden trata 125 litros de la corriente residual
ácida con una disolución de hidróxido sódico 2,5 M. calcula:
a) El volumen de disolución de hidróxido sódico 2, 5 M que es preciso utilizar para la
neutralización completa del efluente residual.
b) El pH de la disolución resultante si se añaden 50 mL más de los necesarios de la
disolución de hidróxido sódico.
Datos: Densidad de la corriente residual: 1g/cm3
Masas atómicas: H=1 S=32 O=16
Solución:
a) V = 2 L
b) pH = 11
6.- Aplicando la teoría de Bronsted – Lowry, razona si son ciertas o falsas las siguientes
afirmaciones:
a) Un ácido fuerte reacciona con su base conjugada dando una disolución neutra.
b) Las base conjugada de un ácido débil (Ka = 1, 8. 10-5) es una base fuerte.
c) Un ácido y su base conjugada se diferencian en un protón.
Solución:
a) F.
b) F.
c) V.
7.- El ácido acetilsalicílico (aspirina), de fórmula C9H8O4, es un ácido débil y
monoprótico. Su solubilidad en agua es de 0,5 g en 150 cm3 de disolución, y una
disolución saturada tiene un pH de 2, 65.
100
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Encuentre la constante de acidez del ácido acetilsalicílico
b) Justifique si el pH de una disolución de la sal sódica del ácido acetilsalicílico es
menor, igual o mayor que 7.
c) La ingestión de aspirina puede ser perjudicial en los casos en los que hay
tendencia a la acidez gástrica excesiva. Justifique si los siguientes productos
serían o no adecuados para compensar esta acidez.
Cloruro de sodio
Vinagre
Datos; H=1 C=12 O=16
Glucosa
Hidrogenocarbonato de sodio
Solución:
a) Ka = 2,9.10-4
b) Mayor que 7
c) Na H CO3
8.- Calcule cuántos mililitros de ácido clorhídrico 2.10-2M hay que añadir a 200 mL de
agua para obtener una disolución de pH=3,2
Solución:
6,5 mL hay que añadir.
9.-Formula las siguientes sales e indica, razonadamente, el carácter ácido, básico o
neutro que tienen las siguientes disoluciones acuosas: cianuro potásico, cloruro
amónico, nitrato de sodio y sulfuro cálcico.
10.- Decir, justificando razonadamente las respuestas, si son verdaderas o falsas , las
siguientes cuestiones:
a) El amoniaco es una base de Arrhenius.
b) Aunque una disolución acuosa de un ácido sea muy fuerte siempre habrá iones
OH-.
c) Si se mezclan volúmenes iguales de HCl y NaOH con concentraciones iguales,
el pH de la disolución resultante es ácido.
d) El HSO4- es una especie química que se comporta como un anfótero.
Solución:
a) F.
b) V.
c) F.
d) V.
11.- En 500 mL de agua se disuelven 5 g de ácido acético (CH3- COOH). Sabiendo que
su Ka = 1, 8 .10-5, calcular:
a) El pH de la disolución
b) El grado disociación
Masas atómicas: C=12
H=1
O=16
101
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) pH = 2,8
b) α = 0,01 ( 1 %)
12.- Calcule el pH y la concentración inicial de amoniaco de una disolución de
amoniaco en agua si el grado de disociación es del 1%.
Datos: Kb= 1, 8. 10-5
Solución:
pH = 11,3, Co = 0, 18 M
13.- A partir de los valores de Ka suministrados, deduzca si el pH de disoluciones
acuosas de las siguientes sales es neutro, ácido o básico:
a)
b)
c)
d)
NaF
NH4CN
NH4F
NH4Cl
Datos: Ka (HCN) = 6, 2 . 10-10
Ka (NH4+)= 5, 5.10-10
Ka (HF) = 6, 7 . 10-4
Solución:
a) Básico
b) Básico
c) Ácido
d) Ácido
14.- Un ácido (AH) está disociado al 0,5% en disolución 0, 3 M. Calcule:
a) La constante de disociación del ácido
b) El pH de la disolución
c) La concentración de iones [OH-]
Solución:
a) Ka = 7,5 .10-6
b) pH = 2,8
c) [OH-] = 6,7.10-12 M
15.- Se dispone de dos disoluciones de ácidos de igual concentración. Una contiene
ácido acético (Ka= 1, 5 . 10-5 M) y la otra ácido tricloroacético(Ka = 1, 5.10-3M).
Indique, sin resolver pero razonando la respuesta, qué disolución tendrá mayor pH.
Solución:
La del ácido acético tendrá mayor pH
16.- Complete las cuatro reacciones siguientes y razone qué sentido predominará en
cada una de ellas:
a) CH3 – COOH + H2O
-----------------
102
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
b) HClO + OH-
2º BACHILLERATO
-------------------
c) F- + H2O
--------------------
d) CN- + H3O+
----------------
Datos: Ka (CH3 – COOH) = 1, 8. 10-5
Ka (HF) = 7, 1 . 10-4
Ka (HClO) = 3, 2 . 10-8
Ka (HCN) = 4, 9 .10-10
Solución:
a) Izquierda
b) Derecha
c) Izquierda
d) Derecha
17.- Calcula el pH y el grado de disociación de una disolución acuosa de amoniaco 0,
01 M.
Datos: Amoniaco, Kb = 1, 8. 10-5
Solución:
pH = 10,6 ; α= 0, 042 ( 4,2%)
18.-Indique razonadamente si las siguientes disoluciones acuosas son ácidas , básicas o
neutras:
a) HCl en concentración 0, 01M y NaOH en concentración 0, 02 M
b) CH3 – COOH en concentración 0, 01M y NaOH en concentración 0, 01M
c) CH3 – COONa en concentración0, 01M
Nota: Téngase en cuenta que el ácido acético es un ácido débil
Solución:
a) Básica
b) Básica
c) Básica
103
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES
1.-De las siguientes especies químicas: H3O+, HCO3-, CO32-, H2O, NH3, NH4+, explique
según la teoría de Brönsted – Lowry:
a) Cuáles pueden actuar solo como ácido.
b) Cuáles solo como base
c) Cuáles como ácido y como base.
Solución:
a) H3O+ y NH4+
b) CO32- y NH3
c) H2O y HCO32.- En una valoración ácido-base, se valora un ácido débil (HA) con una base fuerte
(BOH). Al llegar al punto final razone sobre la veracidad de las siguientes afirmaciones:
a) Solo se han neutralizado parte de los iones OH- de la base.
b) El pH en el punto de equivalencia es 7.
c) Se han gastado los mismos moles de ácido que de base.
Solución:
a) F.
b) F.
c) V.
3.-Las constantes de acidez del ácido acético y del ácido cinahídrico son 1, 8.10-5 y 4,
93.10-10, respectivamente.
a) Escribir la reacción química del agua con ambos ácidos y las expresiones de sus
constantes de acidez. Justificar cuál de ellos es el ácido más debil.
b) Escribir la reacción química que de acuerdo con la teoría de Bronsted-Lowry
justifica el carácter básico del cianuro sódico. ¿podría explicarse este carácter
básico empleando la teoría de Arrhenius?
c) Demostrar cómo se puede calcular la constante de basicidad del ion cianuro a
partir de la constante de acidez del ácido cianhídrico.
d) Indicar y nombrar la base conjugada del nitrato de amonio, y los ácidos
conjugados del amoníaco y del carbonato de sodio.
4.- a) Según la teoría de Bronsted, indicar los pares ácido-base conjugados entre las
siguientes especies químicas: HNO2, HCl, NH3, OH-, H2O, NO2-, NH4+,Cl-.
b) Se preparan disoluciones acuosas de igual concentración con cada una de las
especies químicas anteriores. Ordenarlas razonadamente de menor a mayor pH.
Datos: Ka (HNO2) = 4.10-4 , Ka (NH4+) = 5,6.10-10.
5.- Ordena los siguientes compuestos de mayor a menor pH de sus disoluciones
acuosas: hidróxido de sodio, ácido sulfúrico, acetato de sodio y cloruro de amonio.
Justifica la respuesta con las correspondientes reacciones.
104
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
6.- a) Definir los conceptos de ácido y base según Bronsted- Lowry.
b) Indicar cuál es la base conjugada de las siguientes especies químicas: HS- y NH3 y
escribir la ecuación química correspondiente.
Solución:
b) S2- y NH27.- Se añaden 40 mL de hidróxido sódico 0, 10 molar a 10 mL de ácido clorhídrico 0, 45
molar. ¿Cuál es el pH de la disolución resultante?
Solución:
pH = 2
8.-Responder a las siguientes cuestiones:
a) Definir los conceptos de ácido y de base según la teoría de Arrhenius.
b) Señalar de forma razonada, cuáles de las siguientes especies químicas son ácidos
o bases, según la teoría de Bronsted-Lowry, e indicar (escribiendo la
correspondiente reacción) la especie conjugada (en disolución acuosa) de cada
una de ellas.
NO3-, NH4+, H2SO4, CO3-2
Solución:
Ácidos: NH4+ H2SO4
Bases: NO3- CO3-2
9.- Razone que disolución será más ácida: una de acetato potásico 0, 5 M o otra de
bromuro amónico 0, 1 M.
Datos: Ka (ácido acético) = 1, 8 .1 0-5, Kb (amoniaco) = 1, 8.10-5
Solución:
Es más ácida las del bromuro de amonio.
10.- Se disuelven 0, 86 g de Ba (OH)2 en la cantidad de agua necesaria para obtener 0, 1
L de disolución:
Calcule:
a) Las concentraciones de las especies OH- y Ba2+ en la disolución.
b) El pH de la disolución.
Datos: Ba=137, O=16; H=1
Solución:
a) [OH-] = 0,1 M y [Ba2+] = 0,05 M
b) pH = 13
105
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
11.- Explique, con las ecuaciones químicas necesarias, por qué al mezclar 20 mL de
ácido clorhídrico 0, 10 M con 10 mL de amoniaco 0, 20 M la disolución resultante no
es neutra. Indique si su pH será mayor o menor de 7.
Solución:
pH < 7
12.-Se necesita disponer de un disolución cuyo pH sea 11, 5. Para ello se disuelven en
agua 18, 4 g de una base (BOH) hasta alcanzar un volumen de 1, 0 L. Si la masa
molecular de la base es 160, calcula la constante de disociación.
Solución:
Kd = 8,9.10-5
13.- Calcular:
a) El pH cuando se añaden 50 mL de ácido clorhídrico 0, 16 M a 50
hidróxido potásico 0, 2 M.
b) El pH cuando se añaden 50 mL de ácido clorhídrico 0, 24 M a 50
hidróxido potásico 0, 2 M.
c) El volumen de ácido clorhídrico 0, 5 M necesario para neutralizar 50
hidróxido potásico 0, 2 M diluidos con 100 mL de agua destilada.
d) El volumen de ácido clorhídrico 0, 5 M que se ha de añadir a 50
hidróxido potásico 0, 2 m para obtener un pH de 1.
Solución:
a) pH = 12,3
b) pH = 1,7
c) V = 20 mL
d) V = 0,0375 L
14.-Calcula el pH de las siguientes disoluciones acuosas:
a) Hidróxido de amonio 0, 01 M
b) Hidróxido de sodio 0, 05 M
Datos: Kb (Hidróxido de amonio): 1, 8 .10-5
Solución:
a) pH = 10,6
b) pH = 12,7
15.-Se dispone de las siguientes disoluciones:
i.
ii.
Ácido clorhídrico 10-3M.
Anilina (C6H5NH2) 0, 1 M
Calcular:
a) El grado de disociación de cada una.
b) El pH de cada una.
106
mL de
mL de
mL de
mL de
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Dato: Kb (anilina) = 4, 6 .10-10
Solución:
a) α = 6,78.10-5
b) pH = 8,83
16.-Indicar, razonadamente, si son ciertas o falsas las proposiciones siguientes:
a) Para preparar 100 mL de una disolución acuosa de ácido clorhídrico 0, 1 M se
deben utilizar 0, 858 mL cuando se parte de una disolución acuosa de ácido
clorhídrico comercial del 36% en peso y densidad de 1, 18 g/mL.
b) Una disolución acuosa de ácido clorhídrico 1, 2 M posee mayor número de
moles y mayor número de gramos de soluto por litro de disolución que una
disolución acuosa de ácido nítrico 0, 8 M
Datos: Mm HCl = 36,5; HNO3 = 63
Solución:
a) Cierta.
b) Falsa.
17.- En la valoración de una muestra de HCl con una disolución de NaOH se ha
representado gráficamente la concentración de protones [H+] presente en cada momento
en función del volumen de NaOH añadido.
a) Justifique cuál de las dos gráficas siguientes reproduce mejor la variación de
[H+] a lo largo de la valoración.
A
0,12
[H+]/mol.dm-3
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
-0,02 0
2
4
6
-0,04
Vol.disol.NaOH/cm3
107
8
10
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
B
0,12
[H+]/mol.dm-3
0,1
0,08
0,06
Serie1
0,04
0,02
0
-0,02 0
5
10
15
Vol.disol.NaOH/cm3
b) ¿Qué pH tiene la disolución inicial de HCl?
c) ¿Qué volumen de disolución de NaOH se ha añadido en el punto de
equivalencia?
d) Si el volumen inicial de ácido es 20 cm3, encuentre la concentración de la
disolución de NaOH.
Solución:
a) B corecta.
b) pH = 1
c) 10 cm3
d) M = 0,2 mol/dm3
18.-a) De una botella de ácido sulfúrico concentrado, del 96% en peso y densidad 1, 79
g/mL, se toma 1 mL y se lleva hasta un volumen final de 500 mL con agua destilada.
Determinar su molaridad.
b) ¿Cuál es el pH de la disolución resultante?
NOTA: Considerar el ácido como fuerte en sus dos disociaciaciones.
Solución:
a) M = 0,035 M
b) pH = 1,15
19.-Dado un ácido débil monoprótico 0, 01 M y sabiendo que se ioniza en un 13%,
calcular:
a) La constante de ionización.
b) El pH de la disolución.
c) ¿Qué volumen de disolución 0, 02 M de hidróxido sódico será necesario para
neutralizar completamente 10 mL de la disolución del ácido anterior?
Solución:
a) Ka= 1,94.10-4
b) pH = 2,9
c) V = 5 mL
108
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
20.-Se añden 40 mL de hidróxido sódico 0, 1 M a 10 mL de ácido clorhídrico 0, 45
molar. ¿Cuál es el pH de la disolución resultante?
Solución:
a) pH = 2
21.-a) Calcular el pH de una disolución 2,0M de ácido cinahídrico (HCN).
NOTA: Despreciar los protones procedentes de la ionización del agua.
b) Calcular el volumen necesario de NaOH 0, 1 M necesario para neutralizar 25 mL de
HCl 0, 01 M.
Datos: Ka= 4,9.10-10
Solución:
a) pH = 4,5
b) V = 2,5 mL
22.- Una disolución de ácido cianhídrico (Ka= 4,0.10-10) tiene un pH de 5,7. Calcular:
a) La concentración de dicho ácido
b) El grado de disociación
Solución:
a) Co = 0,01M
b) α = 2.10-4 ( 0,02 %)
23.-De los ácidos débiles HCOOH y CH3COOH, el primero es más fuerte que el
segundo.
a) Escriba sus reacciones de disociación en agua, especificando cuáles son sus
bases conjugadas.
b) Indique, razonadamente, cuál de las dos bases conjugadas es la más fuerte.
Solución:
a) Bases conjugadas: HCOO- y CH3COOb) CH3COO24.-Se preparan 100 mL de disolución acuosa de HNO2 que contienen 1, 2 g de este
ácido. Calcule:
a) El grado de disociación del ácido nitroso.
b) El pH de la disolución.
Datos: Ka= 5.10-4M
N=14 O=16 H=1
Solución:
a) α = 0,0433 ( 4,33%)
b) pH = 1,96
109
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
25.-Calcule el pH de una disolución de ácido sulfúrico 0, 05 M. Indique además el
volumen de una disolución de hidróxido de potasio 0, 2 M que se requerirá para
neutralizar 10 mL de disolución del ácido anterior. Finalmente, calcule la concentración
de sulfato de potasio que habrá en la mezcla al alcanzar el punto de equivalencia.
Solución:
pH = 1
V = 5 mL
C = 0,033M
26.-Cada comprimido de aspirina contiene 0, 5 g de ácido acetilsalicílico, (HA), un
ácido monoprótico débil de fórmula C9O4H8. Se disuelve un comprimido de aspirina en
agua hasta formar 200 mL de disolución, se mide su pH , y resulta ser 2, 65.
a) Determinar el valor de la constante de acidez del ácido acetilsalicílico, a la
temperatura de la experiencia.
b) Explica si el pH de la disolución de la sal sódica del ácido acetilsalicílico es
menor, igual o mayor que 7.
Datos: H = 1 C = 12 O = 16
Solución:
a) Ka = 4,3.10-4
b) Mayor que 7.
27.-En cada uno de los siguientes apartados razone si la disolución resultante de mezclar
las disoluciones que se indican será ácida, básica o neutra:
a)
b)
c)
d)
25 mL de CH3COOH 0, 1 M + 25 mL NaOH 0, 1 M
25 mL de HCl 0, 1 M + 25 mL de NaOH 0, 1 M
25 mL de NaCl 0, 1M + 25 mL CH3COONa 0, 1 M
25mL de HCl 0, 1M + 25 mL NH3 0, 1 M
Solución:
a) Básica
b) Neutra
c) Básica
d) Ácida
110
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
REACCIONES DE TRASNFERENCIA DE PROTONES
1.- a) Se tiene un ácido fuerte HX en disolución acuosa. ¿Qué le sucederá al pH de la
disolución al añadir agua o añ añadir iones [H3O+]?.
b) Dadas las especies NH3, OH-, HCl, escribe reacciones que justifiquen el carácter
ácido o básico de las mismas según la teoría de Brönsted- Lowry. En cada reacción
identifica el par ácido/base conjugado.
2.-Escribe las reacciones de hidrólisis del acetato de sodio y del cloruro de amonio,
indicando en cada caso si la concentración de protones en disolución es mayor, menor o
igual a 10-7M.
3.-Indica razonadamente si son ácidas, básicas o neutras las disoluciones acuosas de las
siguientes especies: NaCl, NH4Cl, CH3-COONa y KNO3.
Datos: Ki (NH4OH) = 1, 8.10-5 ; Ki (CH3-COOH) = 1, 8.10-5
4.-a) Señala de forma razonada, de las siguientes especies químicas las que son ácidos o
bases según la teoría de Brönsted- Lowry, e indica ( escribiendo la correspondiente
reacción) la especie conjugada ( en disolución acuosa) de cada una de ellas: CN-, NH4+,
SO42-.
5.-Justifica qué pH (ácido, neutro o básico) tienen las siguientes disoluciones acuosas:
a)
b)
c)
d)
Nitrato de potasio.
Acetato de sodio.
Cloruro de antimonio.
Nitrito de sodio.
Datos: Ka ( HAc) = 10-5 ; Ka (NH4+) = 10-9, Ka ( HNO2) = 10-3
6.-Calcula el pH de las siguientes disoluciones acuosas:
a) 100 mL de HCl 0, 2 M
b) 100 mL de Ca(OH)2 0, 25 M
7.- Una disolución acuosa de amoníaco 0,1 M tiene un pH de 11,11. Calcula:
a) La constante de disociación del amoníaco.
b) El grado de disociación del amoníaco.
8.- El pH de una disolución de ácido nítrico es 1, 50. Si a 25 mL de esta disolución se
añaden 10 mL de una disolución de la base fuerte KOH 0,04 M , calcula:
a) El número de moles de ácido nítrico que queda sin neutalizar.
b) Los gramos de la base anterior que se necesitarían para neutralizar el ácido de la
disolución anterior.
Datos: Masas atómicas relativas: K = 39 ; H = 1,0 ; O = 16
111
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
9.- Calcula:
a) El pH cuando se añaden 2 mL de hidróxido de sodio 0, 1 M a 10 mL de ácido
nítrico 0,05 M.
b) El pH cuando se añaden 7 mL de hidróxido de sodio 0, 1 M a 10 mL de ácido
nítrico 0,05 M.
c) El volumen de hidróxido de sodio 0, 1 M necesario para neutralizar 10 mL de
ácido nítrico 0,05 M.
d) El volumen de hidróxido de sodio 0, 1 M que se ha de añadir 10 mL de ácido
nítrico 0,05 M para obtener un pH de 11.
10.-En una disolución 0,05 M de ácido acético, este se encuentra ionizado en un 1,9%.
Calcula:
a) Las concentraciones de todas las especies en disolución.
b) El pH.
c) La constante de acidez del ácido acético.
11.- Se hacen reaccionar 12,5 cm3 de disolución acuosa de hidróxido sódico 0,32 M con
50 cm 3 de ácido clorhídrico 0, 10 M.
a) Calcula el pH de la disolución resultante.
b) ¿Alguno de los reactivos tendría la consideración de limitante?¿Por qué?.
12.- El ácido nitroso es un ácido débil con una constante de disociación Ka = 4,3.10-4.
a) Escribe la reacción de neutralización del ácido nitroso con el hidróxido de bario.
b) Calcula la concentración que ha de tener una disolución de ácido nitroso si
queremos que el pH sea igual que el de una disolución de ácido clorhídrico 0,01
M.
c) Determina la masa de hidróxido de bario necesario para neutralizar 10 cm3 de la
disolución de ácido nitroso del apartado b).
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1 ; N = 14; O=16; Ba = 137,3
13.- Calcula el pH de la disolución formada cuando se disuelven 3, 45 gramos de
ácido fórmico (ácido metanoico) en 500 cm3 de agua.
Datos: Ka = 2,1.10-4 , C =12; O = 16; H = 1
14.- El ácido hipocloroso (HClO) en un ácido débil cuya constante de ionización en
agua es Ka = 3,0.10-8. Si se añaden 26,25 g de ácido hipocloroso en la cantidad de
agua necesaria para obtener 500 mL de disolución. Calcula:
a) El grado de disociación.
b) El pH de la disolución resultante.
Datos: O = 16; Cl= 35,5 ; H = 1
112
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
15.- a) Calcula la constante de ionización de un ácido monoprótico que se encuentra
ionizado al 3,6% en disolución 2, 5M.
b) Si se quieren preparar 2 L de disolución de ácido clorhídrico que tenga el mismo pH
que la anterior disolución, ¿qué volumen de ácido de concentración 0,6 M habrá que
tomar?.
16.- Dada una disolución acuosa 0,0025 M de ácido fluorhídrico, calcula:
a) Las concentraciones en el equilibrio de HF, F- y H+.
b) El pH de la disolución y el grado de disociación.
Datos: Ka = 6,66.10-4
17.- a) Calcula el pH y el grado de disociación de una disolución 0,2 M de acetato
sódico.
b) Calcula el pH de la disolución que resulta de mezclar 50 mL de la disolución anterior
con 150 mL de agua.
Dato: Ka (CH3COOH) = 1,7.10-5 M
18.- a) Calcula la concentración de una disolución de amoníaco cuyo pH es 8,7.
b) Deduce igualmente su grado de disociación.
Datos: Kb (amoníaco) = 1,8 .10-5.
19.- Deduce la concentración de una disolución de ácido clorhídrico sabiendo que
cuando se tratan 10 mL de dicha disolución con 15 mL de KOH 0,1 M se obtiene una
mezcla de pH = 2.
20.- Todo el amoníaco gaseoso contenido en un recipiente de 2 litros, a 70 mmHg de
presión y 27ºC de temperatura, se disuelve en agua, obteniéndose 0, 5 litros de
disolución. Determina razonadamente:
a) La molaridad de la disolución de amoníaco.
b) Su pH.
Datos: Kb= 1,8.10-5, R = 0,082 atm.L / mol.K
21.- El ácido acetilsalicílico, C9H8O4, es el componente activo de la aspirina. Al
disolver 0,523 gramos de ácido acetilsalicílico en 0,05 litros de agua, el pH final de la
disolución resulta ser 3, 36. Calcula:
a) La constante de acidez del ácido acetilsalicílico.
b) Si a la disolución resultante en el apartado anterior se le añaden 10-5 mol de HCl,
¿cuál será el pH de la disolución final?.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1, C = 12, O = 16
113
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
ELECTROQUÍMICA
1.- a) Indique los números de oxidación del nitrógeno en las siguientes moléculas: N2;
NO; N2O; N2O4
b) Escriba la semirreacción de reducción del HNO3 a NO.
Solución:
a) 0,+2,+1,+4.
2.- Se construye una pila con ambos electrodos en condiciones normales o estándar de
cobre, Eº (Cu2+/Cu) = 0, 34 V, y plata, Eº (Ag+/Ag)= 0, 80 V, unidos por un puente
salino de nitrato de potasio. Justificar la veracidad o falsedad de las siguientes
afirmaciones:
a) En el electrodo de cobre tiene lugar una reducción.
b) Los iones K+ del puente salino migran hacia el electrodo de plata.
c) Cuando funciona la pila aumenta la masa del electrodo de cobre.
Nota: Se pueden facilitar las respuestas realizando un esquema de la pila.
Solución:
a) F.
b) V.
c) F.
3.- a) Ajustar la siguiente reacción por el método del ion-electrón:
ácido nítrico + cinc
nitrato amónico + nitrato de cinc + agua
b) Entre los reactivos, indicar razonadamente el oxidante y el reductor.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos 10, 4, 1, 4, 3
b) Oxidante: NO3-. Reductor: Zn
4.- Dados los potenciales normales de los siguientes electrodos, escribe las ecuaciones
ajustadas de las 3 pilas galvánicas que pueden montarse:
Eº (Fe3+/Fe2+) = 0, 77V
Eº (Al3+/Al) = -1, 67 V
Eº (Cr3+/Cr2+) = -0, 41 V
Solución:
Eº = +2,44 V; Eº = +1,18 V ; Eº = + 1,26 V
5.- a) Ajuste por el método del ion electrón la siguiente ecuación, escribiendo las
reacciones iónicas que tienen lugar:
KMnO4 + HCl + SnCl2
MnCl2 + SnCl4 + KCl + H2O
114
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) Nombre las sales que aparecen en la ecuación anterior.
Datos: K=39,1; Cl= 35,5; O =16,0
R=0, 082 atm.L.K-1mol-1
Na= 6,02.1023
Solución:
Coeficientes estequiométricos 2, 16, 5, 2, 5, 2, 8
6.-En la reacción siguiente:
K2Cr2O7 + H2S + HCl
CrCl3 + S + KCl + H2O
a) Deduzca cuál es la sustancia oxidante y la reductora, la que se oxida y la que se
reduce, razonadamente.
b) Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación-reducción y la reacción global.
Solución:
a) Oxidante: dicromato potásico. Reductor: ácido sulfúrico.
b) Coeficientes estequiométricos: 1, 3, 8, 2, 3, 2, 7
7.- En medio ácido, el ion permanganato (MnO4-) se utiliza como agente oxidante
fuerte. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas y ajuste las reacciones iónicas
que se pueden producir:
a) ¿Reacciona con Fe(s)?
b) ¿Oxidaría al H2O2?
Datos: Eº (MnO4-/Mn2+) = 1, 51 V
Eº (Fe2+/Fe) = -0, 44V
Eº (O2/H2O2) = 0, 70 V
Solución:
a) Sí.
b) Sí.
8.- a) Dibuja un esquema de la pila Daniell, nombrando el material y los reactivos
utilizados en su construcción.
b) Indica la polaridad de los electrodos, su nombre, el sentido de la corriente de
electrones por el circuito externo y las semirreacciones que tienen lugar.
c) Escribe el proceso global de la pila y calcula la fuerza electromotriz estándar de esta.
d) Calcula la fuerza electromotriz de la pila si la concentración de las disoluciones es
0,1 M.
Datos: Potenciales de reducción estándar: Cu2+/Cu = 0, 34V Zn2+/Zn = -0, 76 V
Solución:
c) Eº = +1,10V
d) E = Eº
115
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
9.- Sabiendo que los potenciales normales de reducción de los metales potasio, cadmio
y plata valen:
Eº (K+/K) = -2, 92 V
Eº ( Cd2+/Cd) = -0, 40 V
Eº ( Ag+/Ag) = + 0, 80 V
Se desea saber:
a) Si dichos metales reaccionan con una disolución 1 M de ácido clorhídrico.
b) En cada caso, qué potencial acompaña al proceso.
Solución:
b) Eº ( H+/K) = 2,92 V ; Eº (H+/Cd) =0,40 V
10.- La valoración en medio ácido de 50,0 mL de una disolución saturada de oxalato de
sodio requiere 24,0 mL de permanganato de potasio 0, 0230 M. sabiendo que la
reacción que se produce es:
C2O42- + MnO4-
Mn2+ + CO2 (g)
Calcule los gramos de oxalato de sodio que habrá en 1, 0 litros de la disolución
saturada.
Datos: Masas atómicas: C = 12
O = 16
Na = 23
Solución:
3,70 g
11.- En la reacción de óxido de manganeso (II) con el óxido de plomo (IV) en presencia
de ácido nítrico, se obtienen ácido permangánico, nitrato de plomo (II) y agua como
productos.
a) Ajustar la ecuación iónica y molecular por el método el ion-electrón.
b) Calcule la cantidad de nitrato de plomo (II), expresado como volumen, de una
disolución de este 0, 2 M, que se obtendría por la reacción de 25 g de óxido de plomo
(IV).
Datos: Masas atómicas: Pb= 207,2
O= 16
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2, 5, 8, 2, 5, 4
b) V = 525 mL
12.- El aluminio se obtiene por electrólisis de su óxido, Al2O3 fundido. El cátodo es un
electrodo de aluminio, y el ánodo, un electrodo de carbón (grafito), que se consume
durante el proceso. Las reacciones que tienen lugar en los electrodos son:
Reacción anódica: C (s) + 2 O2Reacción catódica: Al3+ + 3 e-
CO2 (g) + 4 eAl (l)
a) ¿Qué cantidad de electricidad es necesaria para obtener 10 kg de aluminio?
116
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) ¿Cuánto pesa el grafito consumido para obtener los 10 kg de aluminio?
Solución:
a) 1,07.108 C
b) m = 3330 g
13.- La reacción redox que se indica a continuación tiene lugar espontáneamente:
Zn (s) + 2 AgNO3 (ac)
a)
b)
c)
d)
2 Ag (s) + Zn(NO3)2 (ac)
Explique cómo se puede construir una pila basada en la reacción anterior.
Indique las reacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos.
Calcule la fuerza electromotriz estándar de la pila.
Calcule la masa de Zn que habrá reaccionando cuando la pila hay hecho circular
una carga de 19 300 C
Datos: Masas atómicas: Zn = 65,4
1F = 96 500 C/mol
Eº (Zn2+/Zn) = - 0, 76 V Eº (Ag+/Ag)= 0, 80 V
Solución:
c) Eº = +1,56 V
14.-El dicromato de potasio en ácido sulfúrico actúa sobre los yoduros y se obtiene
yodo y Cr3+.
a) Ajuste la reacción por el método del ion-electrón.
b) Calcule la concentración de una disolución de KI tal que 50 mL necesiten 44,5
mL de disolución 0, 213M de dicromato de potasio para oxidarse totalmente.
c) Indique la especie que actúa de oxidante, y la que actúa como reductora.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 1, 7, 6, 1, 4, 3, 7.
b) M= 1,14 mol/L
c) Oxidante: dicromato de potasio. Redutor: yoduro de potasio.
15.-Una disolución acuosa de HNO3 reacciona con H2S (g) para dar S(s) y NO(g).
a) Ajuste la reacción por el método del ion-electrón.
b) Determine el volumen de H2S, medido a 60ºC y 760 mm Hg, necesario para que
reaccione con 500 cm3 de una disolución acuosa de HNO3 3, 5 M. Nombre todas las
especies que intervienen en la reacción.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2,3,2,4,3.
b) V = 71,7 L
16.-Las reacciones acuosas de ácido cloroso (HClO2) no son estables y se descomponen
espontáneamente, dando ácido hipocloroso (HClO) e ion clorato (ClO3-).
117
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
a) Escriba la reacción ajustada por el método del ion-electrón para este proceso.
Indique la especie que se oxida y la que se reduce.
b) A partir de los siguientes potenciales normales, justificar la espontaneidad de la
reacción:
Eº (HClO2/HClO) = +1,65V
Eº (ClO3-/HClO2) = +1,21 V
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2,1,1,1
b) Espontánea.
17.-a) ¿Cuántos moles de oro y de plata se depositarán al paso de una corriente de 5
amperios durante 193 minutos por sendos baños electrolíticos con iones Au3+ y Ag+?
b) Indique las reacciones que ocurren y justifique el resultado.
Dato: 1Faraday= 96 500 culombios.
Solución:
a) 0,2 mol de Au ; 0, 6 mol de Ag
18.- Dada la reacción:
KMnO4 + KI + H2SO4
a)
b)
c)
d)
I2 + MnSO4 + H2O
Explica cuáles son las especies oxidantes y cuáles las reductoras.
Escribe las semirreacciones de oxidación y de reducción.
Escribe la reacción molecular ajustada.
Se dispone de disolución de permanganato de potasio 2M. ¿Qué volumen habrá
que utilizar si se quiere obtener 2 moles de yodo?
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2,10,8,5,2,6,8
d) V = 400 mL
19.- El metal de cinc reacciona con nitrato potásico en presencia del ácido sulfúrico,
dando sulfato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de cinc y agua, según la reacción:
Zn + KNO3 + H2SO4
(NH4)2SO4 + K2SO4 + ZnSO4 + H2O
a) Ajuste la reacción dada.
b) ¿Cuántos gramos de cinc reaccionan con 45, 45 gramos de nitrato potásico?
c) Indique qué compuesto actúa como reductor y cuál es la variación de electrones
que se intercambian en el proceso.
Dato: Masas atómicas: N=14 O=16 K=39 Zn = 65,3.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 8, 2, 10, 1, 8, 1, 6.
b) 117,54 g Zn.
c) El reductor es el Zn; se intercambian 16 electrones
118
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
ELECTROQUÍMICA
1.-La siguiente reacción redox tiene lugar en medio ácido:
MnO4- + Cl- + H+
Mn2+ + Cl2 + H2O
Indique, razonando la respuesta, la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes:
a) El Cl- es el agente reductor
b) El MnO4- experimenta una oxidación
c) En la reacción debidamente ajustada, se forman también 4 moles de H2O por
cada mol de MnO4Solución:
a) V.
b) F.
c) V.
2.- Utilizando los valores de los potenciales de reducción estándar:
Eº (Cu2+/Cu) = 0, 34 V
Eº (Mg2+/Mg) = -2,37 V
Eº(Ni2+/Ni) = - 0, 25 V
Explique de forma razonada cuál o cuáles de las siguientes reacciones se producirá de
forma espontánea:
Mg2+ + Cu
Mg + Cu2+
Ni + Cu2+
Ni2+ + Cu
Mg + Cu
Mg2+ + Cu2+
Ni2+ + Mg
Ni + Mg2+
Solución:
a) No
b) Sí.
c) No.
d) Sí.
3.-En el laboratorio se han realizado los siguientes experimentos en tubo de ensayo:
Tubo
1
2
3
Experimento
Cinc metálico + Ácido
clorhídrico
Cobre metálico + ácido
clorhídrico
Cobre + disolución de
119
Observación
Comienza a desprenderse
un gas incoloro
No ocurre nada
No ocurre nada
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
sulfato de cinc
Cobre + Disolución de Sobre el cobre se forma un
nitrato de plata
depósito gris metálico
4
a) Escribir las ecuaciones iónicas de las reacciones químicas observadas
b) Señalar, en cada caso, el oxidante y el reductor
c) Justificar las observaciones realizadas utilizando la tabla de potenciales de
reducción
d) Dibujar un esquema de la pila que se podría formar a partir de la reacción del
tubo 1 indicando el cátodo y el ánodo, el sentido de la corriente de los electrones
por el circuito externo y el de migración de los iones en las disoluciones.
Datos: Eº (Zn2+/Zn) = -0, 76 V
Eº (Ag+/ Ag) = 0, 80V
Eº (Cu2+/Cu) = 0, 34 V
Solución:
b) T1 oxidante H+ ; T4 oxidante = Ag+
4.-a) Ajustar la siguiente reacción por el método del ion electrón:
MnSO4 + PbO2 + H2SO4
HMnO4 + PbSO4 + H2O
b) Indicar razonadamente el proceso de oxidación y el de reducción.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2, 5, 3, 2, 5, 2
5.- La reacción de dióxido de manganeso con bromato de sodio en presencia de
hidróxido de potasio rinde como productos, permanganato de potasio, bromuro de sodio
y agua.
a) Ajustar la ecuación iónica y molecular por el método del ión – electrón.
b) Si el rendimiento de la reacción es del 75 %, calcula los gramos de dióxido de
manganeso necesarios para obtener 500 ml de una disolución 0, 1 M de
permanganato potásico.
Datos: Mn = 55
O=16
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2, 1, 2, 2, 1, 1
b) 5,83 g de MnO2
6.- a) Ajuste por el método del ión – electrón la reacción siguiente, escribiendo las
reacciones iónicas que tienen lugar:
H2SO4 + KBr
SO2 + Br2 + K2SO4 + H2O
b) Nombre todos los compuestos que aparecen en la ecuación anterior.
120
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2, 2, 1, 1, 1, 2.
7.- Explique cómo construiría en el laboratorio una pila con electrodos de cinc y cobre.
Haga el dibujo correspondiente. ¿En que sentido circulan los electrones? ¿Cuáles son
las especies oxidantes y reductoras? Justifique las respuestas.
Datos: Eº (Zn2+/Zn) = -0, 76 V
Eº(Cu2+/Cu) = +0, 34 V
Solución:
Oxidante: Cu2+ y Reductor: Zn
8.- Se construye una pila Zn/Zn2+// Ag+/Ag. Indica razonadamente:
a) Las semirreacciones, indicando quién se oxida, quién se reduce y la reacción
total que tiene lugar.
b) La f.e.m de la pila
c) La polaridad de cada electrodo
Datos: Eº (Zn2+/Zn) = -0, 76 V
Eº(Ag+/Ag) = 0, 80V
Solución:
c) Eº = 1,56 V
d) Electrodo de plata + ; electrodo de cinc 9.- Ajuste por el método del ión – electrón la reacción siguiente, indicando:
a) Quien es la especie oxidante y cuál es la reductora. Qué especie se oxida y cuál
se reduce.
b) Escribir las semirreacciones de oxidación y reducción y la reacción global.
Na2SO3 + Na2Cr2O7 + H2SO4
Cr2(SO4)3 + Na2SO4 +H2O
Solución: Coeficientes estequiométricos: 3, 1, 4, 1, 4, 4
10.- En las siguientes semirreacciones:
SO42Ag+
ClOMn2+
→
→
→
→
SO2
Ag
ClMnO4-
a) ¿Cuáles corresponden a una oxidación y cuáles a una reducción?
b) ¿Cuál es la variación del número de oxidación de azufre, plata, cloro y
manganeso?
c) ¿Qué especie de cada reacción es la oxidante?
Datos: Eº(Fe2+/Fe) = -0, 44V
Eº(Zn2+/Zn) = - 0, 77V
Eº(O2/H2O) = 1, 23 V
121
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Eº(Fe3+/Fe2+) = 0, 77V
Eº (Cr3+/Cr2+) = - 0, 42 V
Eº (I2/I-) = 0, 53 V
Solución:
a) R, R, R, O
c) SO42-, Ag+; ClO-; MnO411.- Indique cuáles de los siguientes procesos de oxidación – reducción se van a
producir de forma espontánea:
a) Fe2+ + ½ Cl2
Fe3+ + Cl-
b) Fe2+ + 1/2I2
Fe3+ + I-
Datos: Eº (Fe3+/Fe2+) = +0, 77V; Eº (1/2 Cl2/Cl-) = +1, 36 V ; Eº( ½ I2/I-) = + 0, 53 V
Solución:
a) Espontánea.
b) No espontánea.
12.- Dibuje una pila voltaica construida con electrodos de cobre y plata sumergidos,
respectivamente, en disoluciones 1M de sulfato cúprico y nitrato de plata. Indique qué
electrodo será el ánodo, cuál el cátodo, la dirección del flujo de electrones, el potencial
de la pila y las semirreacciones que tendrán lugar en cada electrodo.
Datos: Eº (Cu2+/Cu) = + 0, 34 V
Eº ( Ag+/Ag) = +0, 80 V
13.- Se pretende platear una barra metálica mediante electrolisis de una disolución
acuosa de nitrato de plata.
a) Explica en qué electrodo hay que colocar la barra metálica para conseguir que se
recubra la plata.
b) Queramos que la capa de plata tenga 2 mm de espesor. Si la barra metálica tiene
una superficie de de 20 cm2, y la corriente que se utiliza es de 5 A, calcula
cuánto tiempo durará la operación.
Datos: Densidad de la plata; 10, 5 g/ cm3
Masa atómica: Ag = 108
1F = 96500 C/mol
Solución:
a) El cátodo es el electronegativo.
b) t = 7506 s
14.- Utilizando el método del ion – electrón sobre la reacción redox siguiente:
I2 + HNO3
→
NO + HIO3 + H2O
a) Escribe y explica la semirreacciones de oxidación y reducción.
b) Escribe la reacción global ajustada.
122
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 10, 3, 10, 6, 2
15.- a) Indique si se produce alguna reacción al añadir un trozo de Zn metálico a una
disolución acuosa de Pb(NO3)2 1 M.
b) ¿Se producirá alguna reacción si añadimos Ag metálica a una disolución de PbCl2
1M?
Datos: Potenciales normales de reducción: Pb2+/Pb = - 0, 13 V
Zn2+/Zn = -0, 76 V; Ag+/Ag = 0, 80 V
Solución:
a) Sí transcurrirá.
b) No hay reacción.
16.- El bromuro sódico reacciona con el ácido nítrico en caliente, según la siguiente
ecuación:
NaBr + HNO3 → Br2 + NO2 + NaNO3 + H2O
a) Ajuste esta reacción por el método del ion electrón.
b) Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando 100 g de bromuro de sodio se
tratan con ácido nítrico en exceso.
Datos: Masas atómicas: Br =80, Na= 23
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 2, 4, 1, 2, 2, 2.
b) m = 77,7 g de Br2.
17.- Para la pila Cd/Cd 2+//Ag+/Ag:
a) Indica las reacciones anódicas y catódicas.
b) Indica la reacción global de la pila y calcula su potencial normal.
Datos: Eº (Cd2+/Cd) = - 0, 40 V
Eº (Ag+/Ag) = 0, 80 V
Solución:
b) Eº = + 1,20 V
18.- Se hace pasar una corriente de 5 A durante 2 horas a través de una celda
electrolítica que contiene CaCl2 (fundido).
a) Escriba las reacciones del electrodo
b) Calcule las cantidades, en gramos,
desprenden en los electrodos.
Solución:
b) 13,2 g Cl2; 7,5 g de Ca
123
de los productos que se depositan o
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
19.- El sodio metálico se obtienen industrialmente por electrolisis del cloruro de sodio
fundido.
a) Indique en qué electrodo (ánodo o cátodo) tendrá lugar la producción de sodio
metálico y escriba la reacción correspondiente.
b) Si se hace circular una corriente de 80 A durante 30 minutos por un recipiente
que contiene cloruro de sodio fundido, calcule la carga que ha circulado y la
masa de sosdio que se obtiene.
c) ¿Se podría obtener sodio metálico electrilizando una disolución acuosa de
cloruro de sodio?
Datos: Na = 23
Cl = 35,5
F = 96 500 C/mol
Solución:
a) Cátodo.
b) 34,3 g Na.
c) No.
20.- El Cl2 (g) se obtiene en el laboratorio por oxidación del HCl con MnO2,
formándose además MnCl2 y agua.
a) Ajuste la reacción mediante el procedimiento del ion- electrón.
b) ¿Qué volúmen del HCl del 30% en peso y densidad 1,15 g/ml, se necesita, se
necesita para preparar 1 mol de Cl2?
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 4, 1, 1, 1, 2
b) V = 423 mL
21.- Se realiza la electrolisis de una disolución acuosa que contiene Cu2+. Calcule:
a) La carga eléctrica necesaria para que se depositen 5 g de Cu en el cátodo.
Exprese el resultado en culombios.
b) ¿Qué volumen de H2(g) medido a 30ºC y 770 mm de Hg, se obtendría si esa
carga eléctrica se emplease para reducir H+ (acuoso) en un cátodo?
Datos: R = 0, 082 atm.L/mol.K
Cu = 63,5
F= 96 500C
Solución:
a) 15 197 C .
b) V = 1,9 L de H2.
124
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
ELECTROQUÍMICA
1.-Dada la siguiente reacción redox:
HCl +K2Cr2O7
→
CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
a) Ajuste la reacción por el método del ion –electrón.
b) Calcule la molaridad de la disolución de HCl, si cuando reaccionan 25 mL de la
misma con exceso de K2Cr2O7, produce 0, 3 L de Cl2 medidos en condiciones
normales.
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 14, 1, 2, 2, 3, 7.
b) M = 2,5 mol/L
2.- En el laboratorio se han realizado los siguientes experimentos en tubo de ensayo:
Tubo
1
2
3
4
Experimento
Aluminio metálico + Ácido
clorhídrico
Plata metálica + ácido
clorhídrico
Aluminio + disolución de
nitrato de cobre (II)
Plata + Disolución de
nitrato de aluminio
Observación
Comienza a desprenderse
un gas incoloro
No ocurre nada
El aluminio se recubre de
un depósito de cobre
Sobre la plata se forma un
depósito gris metálico
a) Escribir las ecuaciones iónicas de las reacciones químicas observadas
b) Señalar, en cada caso, el oxidante y el reductor
c) Justificar las observaciones realizadas utilizando la tabla de potenciales de
reducción
d) Dibujar un esquema de la pila que se podría formar a partir de la reacción del
tubo 3 indicando el cátodo y el ánodo, el sentido de la corriente de los electrones
por el circuito externo y el de migración de los iones en las disoluciones.
Datos: Eº (Al3+/Al) = -1,66 V
Eº(Ag+/ Ag) = 0, 80V
Eº (Cu2+/Cu) = 0, 34 V
Solución:
b) T1 oxidante: H+ y reductor: Al. T3 oxidante: Cu2+ y reductor: Al.
3.- Los potenciales normales de reducción de los electrodos Cu2+/Cu y Zn2+/Zn son,
respectivamente, 0,34V y –0,76V.Conteste razonadamente:
a) ¿Qué reacción tiene lugar si a una disolución acuosa 1 M de Zn2+ se añade cobre
metálico?
125
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
b) ¿Cuál es el potencial normal (o estándar) que ha de aplicarse en la celda electrolítica
formada con estos dos electrodos?
c) ¿Cuál es el polo positivo y cuál el polo negativo en esta celda electrolítica?
d) ¿Qué intensidad de corriente, en amperios, es necesaria para para depositar en el
electrodo 6 g de cinc metálico durante 30 minutos?
Datos: 1 Faraday: 96500C
Masa atómica relativa: Zn = 65,4
Solución:
a) No hay reacción.
b) 1,10 V
c) Polo positivo: ánodo y polo negativo: cátodo.
d) I = 9,8 A
4.-Para la celda galvánica Fe2+/Fe3+//Cu2+/Cu, indica:
a) El electrodo de mayor potencial normal.
b) La reacción completa de la pila.
Solución:
a) Cu2+/Cu.
* Enunciado erróneo.
5.-Ajustar y completar, por el método del ion-electrón, las reacciones:
a) MnO4- + SO2
b) Bi (OH)3 +SnO22-
Mn2+ + HSO4- en disolución ácida
SnO32- + Bi en disolución básica.
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 2, 5, 2, 5.
b) Coeficientes estequimétricos: 2, 3, 3, 2.
6.-Considere los potenciales normales: Eº (Au3+/Au) = 1, 50 V ; Eº(Mn2+/Mn) = -1,18
V; Eº (Ca2+/Ca) = -2,87V y Eº (Ni2+/Ni) = -1,25 V. Conteste razonadamente:
a) ¿Cuáles de estos elementos en estado metálico cabe esperar que sean oxidados
en disolución ácida 1 M? Escriba las reacciones.
Dato: Eº(H+/1/2H2) = 0, 0V
b) ¿Ocurrirá alguna reacción al introducir una barra de calcio metálico en una
disolución 1 M de Au3+? Escriba la reacción en caso afirmativo.
Solución:
a) Mn, Ca y Ni.
b) Sí.
7.-Dibuje un esquema de una cuba o celula electrolítica con un ejemplo práctico.
Indique sus elementos constitutivos explicando la función que desempeña cada
elemento en el proceso electrolítico.
126
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
8.- Dada la siguiente reacción:
K2Cr2O7 + KI + H2SO4
K2SO4 + Cr2 (SO4)3 +I2 + H2O
a) Deducir, razonando la respuesta, qué sustancia se oxida y cuál se reduce.
b) ¿Cuál es la sustancia oxidante y cuál la reductora?
c) Escribir y ajustar las semirreacciones de oxidación, reducción y la reacción
global?
Solución:
a) El Cr se reduce y el I se oxida.
b) Reductor: KI, oxidante: K2Cr2O7
9.- Una de las prácticas de laboratorio correspondientes a este curso es una valoración
redox, denominada “permanganimetría” por utilizar el permanganato potásico.
a) Explica brevemente todo lo referente al material y reactivos utilizados en esta
práctica.
b) Explica el papel desempeñado por el permanganato como indicador.
c) Dado el proceso:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4
MnSO4 + Fe2 (SO4)3 +K2SO4 + H2O
Escribe y explica las semirreacciones de oxidación y de reducción.
d) Escribe la reacción global ajustada.
Solución:
d) Coeficientes estequimétricos: 2, 10, 8, 2, 5, 1, 8.
10.-Se prepara una pila voltaica formada por electrodos estándar de Sn2+/Sn y Pb2+/Pb.
a) Escriba la semirreacción que ocurre en cada electrodo, así como la reacción
global ajustada.
b) Indique cuál actúa de ánodo y cuál de cátodo, y calcule la diferencia de potencial
que proporcionará la pila.
Datos: Eº (Sn2+/Sn) = -0, 137 V ; Eº (Pb2+/Pb) = -0, 125 V
Solución:
b) Eº = + 0,012 V
11.-Dada la siguiente reacción redox:
HCl + K2Cr2O7
CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O
a) Ajuste la reacción por el método del ion-electrón.
b) Calcule la molaridad de la disolución de HCl, si cuando reaccionan 25 mL de la
misma con exceso de dicromato potásico produce 0, 3 L de Cl2 medidos en
condiciones normales.
127
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
(Igual que el 1)
12.-a) Ajustar la siguiente reacción por el método del ion-electrón:
HCl + K2Cr2O7 + H2S → CrCl3 + KCl + S + H2O
b) Calcular cuántos gramos de azufre se obtienen con 10 gramos de oxidante.
Datos: H = 1, O=16, S=32; Cl=35,5, K=39, Cr=52
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 8, 1, 3, 2, 2, 3, 7.
b) m= 3,27 g.
13.-El dicloruro de cobalto reacciona con el clorato de potasio en presencia de hidróxido
de potasio, obteniéndose trióxido de dicobalto, cloruro de potasio y agua.
a) Ajusta por el método del ion electrón la ecuación iónica y la molecular.
b) Calcula los gramos de trióxido de dicobalto que se obtendrán mediante la
reacción de 250 mL de disolución 0, 5 M de dicloruro de cobalto con un exceso
de clorato de potasio y de hidróxido de potasio.
Datos: masas atómicas relativas: O=16 , Co=59
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 6, 1, 12, 3, 13, 6.
b) m = 10,4 g.
14.-Al hacer burbujear sulfuro de hidrógeno gaseoso a través de ácido nítrico se forma
azufre, dióxido de nitrógeno y agua.
a) Ajuste la reacción de oxidación – reducción que tiene lugar e indique cuáles son
las especies oxidante y reductora.
b) Calcule la masa de azufre que se obtendrá a partir de 15 cm3 de ácido nítrico
concentrado (del 60% en masa y densidad 1, 38 g/cm-3).
Datos: H=1, N=14; O=16; S=32
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 2, 1, 2, 1, 2.
b) m = 3,2 g.
15.-Para la siguiente pila MnO4-/Mn2+//Fe2+/Fe3+, determina el cátodo y al ánodo, la
especie que actúa como oxidante y la que actúa como reductora, y la reacción iónica
global.
Solución:
* Está invertido el orden de los electrodos.
Reductor: Fe2+ y oxidante: MnO4-
128
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
16.-Dados los potenciales estándar de reducción (Eº) siguientes:
Cl2/2Cl- = -1, 36 V; Br2/2Br- = 1, 06 V; I2 /2I-= 0, 53 V. Justifique si serán espontáneas
o no las reacciones:
a) Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
b) Br2 + 2 KCl → 2KBr + Cl2
c) I2 + 2 NaBr → 2NaI + Br2
Solución:
a) No.
b) Sí.
c) No.
17.-El bromuro sódico reacciona con el ácido nítrico, en caliente, según la siguiente
ecuación:
NaBr + HNO3 → Br2 + NO2 + NaNO3 + H2O
a) Ajuste esta reacción por el método del ion-electrón.
b) Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando 50 g de bromuro de sodio se
tratan con 25 g de ácido nítrico.
Br = 79, 9; Na =23; N = 14; O =16; H = 1
Solución:
a) Coeficientes estequiométricos: 2, 4, 1, 2, 2, 2.
b) m = 15,86 g.
18.- El dicromato de potasio en disolución acuosa, acidifica con ácido clorhídrico,
reacciona con el cloruro de hierro (II) según la siguiente reacción (no ajustada):
FeCl2 (ac) + K2Cr2O7 (ac) + HCl (ac) → FeCl3 (ac) + Cr Cl3(ac) + KCl (ac) + H2O (l)
En un recipiente adecuado se colocan 3, 172 g de cloruro de hierro (II), 80 mL de
dicromato potasio 0, 06 M, y se añade ácido clorhídrico en cantidad suficiente para que
tenga lugar la reacción:
a) Escriba la ecuación ajustada de esta reacción.
b) Calcule la masa (en gramos) de cloruro de hierro (III) que se obtendrá.
Cl= 35,5, Fe = 55,9
Solución:
a) Coeficientes estequimétricos: 1, 6, 14, 2, 6, 2, 7.
b) m = 4,06 g.
129
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
REACCIONES DE TRASNFERENCIA DE ELECTRONES
1.- El monóxido de nitrógeno se puede obtener según la siguiente reacción:
Cu + HNO3 → Cu (NO3)2 + NO + H2O
a) Ajusta por el método del ión-electrón esta reacción es sus formas iónica y
molecular.
b) Calcula la masa de cobre que se necesita para obtener 5 litros de NO medidos a
750 mmHg y 40ºC.
Datos: R = 0,082 atm.L/mol.K
Masa atómica relativa: Cu= 63,5
2.-Explica mediante las correspondientes reacciones qué sucede cuando en una
disolución de sulfato de hierro (II) se introduce una lámina de: a) plata; b) cinc; c)
hierro.
Datos: Eº (Zn2+/Zn) = -0,76 V ; Eº (Fe2+/Fe) = -0,44V ; Eº (Ag+/Ag) = 0,80 V
3.- Para cada una de las siguientes reacciones, indica razonadamente, si se trata de
reacciones de oxidación-reducción. Identifica, en su caso, el agente oxidante y el
reductor.
a) Fe + 2 HCl → FeCl 2 + H 2
b) CaCO3 + 2 HNO3 → Ca ( NO3 ) 2 + CO2 + H 2 O
c) 2 NaBr + Cl 2 → 2 NaCl + Br2
4.- En el laboratorio se han realizado los siguientes experimentos:
Experimento
Tubo 1
Tubo 2
Reactivos
Lámina de
Disolución de
cinc
Lámina de
Disolución de
plata
Resultados
cobre + No se observa reacción
sulfato de
cobre + La disolución se vuelve
nitrato de azul.
a) Justifica, utilizando los potenciales estándar de reducción, por qué no se observa
reacción en el tubo 1.
b) Utilizando el método del ion-electrón, escribe la ecuación iónica ajustada de la
reacción que ha tenido lugar en el tubo 2, indicando qué especie se oxida y cuál
se reduce.
c) Dibuja un esquema de la pila que podría construirse utilizando la reacción del
tubo 2 señalando el ánodo, el cátodo, y el sentido de movimiento de los iones del
puente salino.
Datos: Eº (Cu2+/Cu) = 0, 34 V ; Eº ( Zn2+/Zn) = -0,76 V
130
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
5.-Los potenciales normales de reducción de los electrodos Zn2+/Zn y Cd2+/Cd son,
respectivamente, -0,76V y -0,4 V. Contesta razonadamente:
a) ¿Qué reacción se produce si a una disolución acuosa 1 M de Cd2+ se añade cinc
metálico?
b) ¿Cuál es el potencial normal ( o estándar) de la pila formada con estos dos
electrodos?
c) ¿Qué reacciones se producen en los electrodos de esta pila?
d) ¿Cuál es el ánodo cuál el cátodo en esta pila? ¿Cuál es el polo positivo y cuál es
polo negativo?
6.-Deduce a partir de los datos que se indican si, en condiciones estándar, los iones Cr3+
oxida al cobre metálico formando iones Cu2+ o si, por el contrario, es el Cu2+ quien
oxida al cromo metálico para formar Cr3+. Justifica la respuesta.
Datos: Eº (Cr3+/Cr) = -0,74 V ; Eº ( Cu2+/Cu) = 0,337V
7.- Para la reacción siguiente:
Cu ( s ) + Sn 2+ (aq) → Cu
2+
(aq ) + Sn( s )
a) Justifica si, en condiciones estándar, tendrá lugar tal y omo está escrita o en
sentido contrario.
b) Explica de qué manera es posible construir una pila en la que tenga lugar esta
reacción ( en sentido correcto). Indica el ánodo, el cátodo, y el sentido de
movimiento de los electrones por el circuito externo.
c) Calcula la fuerza electromotriz estándar de la pila.
Datos: Eº (Sn2+/Sn) = -0,14 V ; Eº ( Cu2+/Cu) = 0,34V
8.- a) ¿Se puede guardar una disolución de nitrato de cobre (II) en un recipiente de
aluminio metálico? Razona la respuesta.
b) ¿Cuál será la fuerza electromotriz estándar de una pila formada por los electrodos
Ni2+/Ni y Cr3+/Cr? Indica las semirreacciones de oxidación y de reducción.
Señala cuál de ellas se verifica en el polo negativo de la pila, y cuál es la especie que
actúa como reductora.
Datos: Eº (Cr3+/Cr) = -0,74 V; Eº (Cu2+/Cu) = 0,34V; Eº (Ni2+/Ni) = 0,25 V ;
Eº ( Al3+/Al) = -1,67V
9.- Dada la siguiente reacción:
KIO3+Al + HCl → I2 +AlCl3 +KCl + H2O
a) Deduce, razonando la respuesta, qué sustancia se oxida y cuál se reduce.
b) ¿Cuál es la sustancia oxidante y cuál es la reductora?
c) Escribe y ajusta las semirreacciones de oxidación – reducción, y ajusta la
reacción global.
10.- Dada la reacción de oxidación – reducción:
131
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
SO32- + MnO4- → SO42- + Mn2+
a) Indica los estados de oxidación de todos los elementos en cada uno de los iones
de la reacción.
b) Nombra todos los iones.
c) Escribe y ajusta las semirreacciones de oxidación y reducción en medio ácido.
d) Escribe la reacción iónica global ajustada.
11.- Ajusta iónica y molecularmente por el método del ion-electrón las reacción del
permanganato potásico con ácido clorhídrico para dar, entre otras especies, cloruro de
manganeso (II) y cloro.
12.- Si añadimos Br2 (l) a una disolución que contiene iones Cl- y a otra que contiene I-:
a) Razona si en alguno de los dos casos se producirá una reacción de oxidaciónreducción.
b) En caso de producirse, indica qué especie química se reduce, cuál se oxida y
ajusta la reacción correspondiente.
Datos: Potenciales de reducción estándar: Eº( I2/I-) = 0,53 V ; Eº (Br2/Br-) = 1,07 V;
Eº ( Cl2/Cl-) = 1,36 V.
13.-a) Ajusta la siguiente reacción por el método del ion-electrón:
KMnO4 + Na2SO4+ H2SO4 → MnO2+ Na2SO4 + K2SO4 + H2O
b) Calcula cuántos gramos de óxido de manganeso (IV) se obtienen con 1 kg de
reductor.
Datos: Masas atómicas relativas: H = 1; O = 16; Na = 23; S = 32; K = 39; Mn = 55
14.- El nitrato de potasio (trioxoxonitrato (V) de potasio) reacciona con el monóxido de
manganeso, en medio básico de hidróxido de potasio, para dar manganato potásico
(tetraoxomanganato (IV) de dipotasio), nitrito de potasio (dioxonitrato (III) de potasio)
y agua.
a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método del ion –electrón.
b) Calcula la cantidad de nitrato de potasio necesario para obtener 170 gramos de
nitrito de potasio si la reacción tiene un rendimiento del 75 %.
Datos: Masas atómicas relativas: N = 14; K = 39
15.- Al reaccionar 20 gramos de sulfato de cobre (II) con 30 gramos de yoduro potásico,
se obtiene yodo, yoduro de cobre (I) y sulfato de potasio.
a) Ajustar la reacción correspondiente por el método del ion – electrón.
b) El peso del yoduro de cobre (I) que se formará.
132
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
16.- Se quiere depositar electrolíticamente una capa de 0,005 mm de oro sobre una
moneda metálica que tiene una superficie total de 3 cm. Para hecerlo, se introduce la
moneda en un baño que contiene iones Au3+, y se conecta a un circuito por el que
circula una corriente de 0,1 A.
a)
b)
c)
d)
Indica si la moneda actuará como ánodo o como cátodo.
Escribe la reacción que tendrá lugar en el electrodo.
Calcula la masa de oro que se depositará.
Determina el tiempo que tendrá que circular la corriente.
Datos: Masas atómicas relativas: Au = 197
Densidad del oro: 19,3 g.cm-3
1 Faraday = 96 485 C.mol-1
17.- Se tiene una disolución acuosa de sulfato de cobre (II):
a) Calcula la intensidad de corriente que es necesario pasar a través de la
disolución para depositar 5 g de cobre en 30minutos.
b) ¿Cuántos átomos de cobre de habrán depositado?
18.- a) Escribe y ajusta las semirreacciones iónicas y la reacción global de la siguiente
ecuación que tiene lugar en medio básico:
KI + H2SO4 + KMnO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
b) ¿Qué cantidad de ácido sulfúrico 2 M es necesaria apara reaccionar con 25 g de KI?
Datos: Masas atómicas relativas: I = 126,9; K = 39,0 ; Cu = 63,5
Número de Avogadro = 6,023.1023
1 Faraday = 96 500 C
19.- La reacción del ácido clorhídrico con dióxido de manganeso produce cloruro de
manganeso (II), cloro y agua.
a) Escribe la reacción molecular redox ajustada.
b) ¿Qué volumen de cloro, medido a 0,92 atm y 30ºC, se obtiene al reaccionar 150
mL de ácido clorhídrico del 35% en masa y densidad 1,17 g/mL, con la cantidad
necesaria de dióxido de manganeso?
Datos: Ar (H) = 1; Ar(Cl) = 35,5; R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
20.- En una cuba electrolítica se hace pasar una corriente de 0,7 amperios a través de 1
litro de disolución de AgNO3 0,15 M durante 3 horas.
a) ¿Cuál es el peso de plata metálica depositada en el cátodo? ¿Cuál la
concentración de ion plata que queda finalmente en la disolución?
b) Si en el ánodo se desprende oxígeno, dibuja el esquema de la cuba, el sentido de
la corriente, y calcula cuál es el volumen de este gas, medido en condiciones
normales, que se desprende durante el proceso.
133
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Datos: Masa atómica relativa: Ag = 107,8
1F = 96 500 C
R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
21.- En disolución acuosa, en medio ácido, el permanganato potásico reacciona con el
peróxido de hidrógeno para dar iones manganeso (II), oxígeno y agua.
a) Ajusta la reacción por el método del ion-electrón e indica quién es el oxidante y
quién el reductor.
b) Calcula el número de moles de permanganato potásico necesarios para obtener 2
L de oxígeno medidos en condiciones normales.
22.-En una celda voltaica se produce la reacción:
K2Cr2O7 + 7 H2SO4 + 6 Ag → Cr2(SO4)3 + 7 H2O + 3 Ag2SO4 + K2SO4
a) Calcula el potencial estándar de la celda.
b) Calcula los gramos de sulfato de plata formados a partir de 2,158 g de plata.
c) Si se dispone de una disolución de ácido sulfúrico de concentración 1,47 g.L-1,
calcula el volumen de la misma que se necesita para oxidar 2,158 g de plata.
Datos: Eº (Cr2O72-/Cr3+) = 1,33 V ; Eº ( Ag+/Ag) = 0,80 V
Masas atómicas : Ag = 107,9; H = 1; O = 16; S = 32
23.- Calcula los moles de cloro gas que se producen en la electrólisis de una disolución
acuosa concentrada de cloruro sódico si se utiliza una corriente de 2 A durante 8 horas.
Datos: Masa atómica relativa del Cl = 35; 1 F = 96 500 C/mol. e24.- a) Ajusta la siguiente reacción utilizando el método del ion-electrón y nombra las
sustancias que aparecen en ella:
PbO2 + Pb + H2SO4 → PbSO4 + H2O
b) Calcula el peso equivalente del PbO2.
c) Indica cuál es la semirreacción de oxidación.
Datos: Masas atómicas relativas: O = 16; Pb = 207,2
25.- Al hacer burbujear sulfuro de hidrógeno gaseoso a través de ácido nítrico, se forma
azufre, monóxido de nitrógeno y agua.
a) Explica cuáles son las especies oxidante y reductora y, utilizando el método del
ión – electrón, escribe la semirreacciones redox y la reacción global ajustada.
b) Si se compruea que se han consumido 250 mL de ácido nítrico 5M, ¿qué
volumen de sulfuro de hidrógeno gaseoso, medido en condiciones normales,
habrá reaccionado?
134
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2002)
QUÍMICA DEL CARBONO
1.- Complete las siguientes reacciones y ajuste las que corresponda a una combustión:
a) CH3CH=CHCH3+ H2
b) CH3CH3+ O2
c) CH4 + Cl2 hυ
Solución:
a) Adición.
b) Combustión.
c) Sustitución
2.- Al reaccionar, en determinadas condiciones, 75 g de etanol con 75 g de ácido
metilpropanoico, se alcanza un equilibrio con formación de 12 g de agua en estado
líquido y un segundo producto.
a) Escribir la ecuación química correspondiente, indicando el tipo de reacción
funcional que tiene lugar y nombrando el segundo producto.
b) Calcular la masa del segundo producto presente en el equilibrio y la constante de
equilibrio de la reacción.
Datos: Masas atómicas: C=12
H=1
O=16
Solución:
a) Esterificación
b) Kc = 2,5; m = 77,4 g
3.- Escriba y nombre tres isómeros de cadena abierta de fórmula molecular C5H12 y
clasifíquelos como isómeros estructurales o geométricos.
4.- Un ácido orgánico formado por carbono, hidrógeno y oxígeno. De la combustión
de 10 g del compuesto se obtienen 0, 455 mol de H2O y 0, 455 mol de CO2.
Sabemos tambiñen que, en estado gaseoso, 1 g del compuesto ocupa un 1 dm3 a
4,44.104 Pa y 473 K.
a) Halle la masa molecular del compuesto.
b) Determine la fórmula molecular del compuesto
c) Indique de qué compuesto se trata y formule un isómero de él.
Datos: Masas atómicas: H=1 ; C=12; O=16
R= 0,082 atm.L.mol-1.K-1 = 8, 31 J.K-1.mol-1.
Solución:
C4H8O2
5.-a) Escriba la fórmula desarrollada y el nombre de una amina, un aldehído, una amida
y un éster.
b) Explique, mediante la reacción correspondiente, cómo se podría obtener propano a
partir de propeno.
135
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
Datos: Masas atómicas: C=12 O=16 H=1 Ca= 40,1
R= 0, 082 atm.L.mol-1.K1
6.-a) Escriba y nombre todos los isómeros de fórmula C4H8
b) Diga a qué tipo de isomería pertenecen.
Solución:
De función.
7.- Formule y nombre un ejemplo de cada uno de los siguientes tipos de compuestos
que tengan tres átomos de carbono:
a) Cetona
b) éster
c) alcohol
d) alquino
e) alcano
8.- Nombrando los reactivos, escribe una reacción en la que se obtenga:
a)
b)
c)
d)
Butanona
Ácido acético (etanoico)
Acetato de propilo
2-brmopropano.
FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA
1.- Formule o nombre, respectivamente, los siguientes compuestos:
a) Hidróxido de hierro (III)
b) Sulfato de potasio
c) Ciclohexano
d) BaCO3
e) H2O2
f) CH3CH2CHCl2
g) Permanganato de bario
h) Dióxido de azufre
i) Ácido 3-metilbutanoico
j) NaNO2
k) AgF
l)CH3COCH3
2.- Escribe la fórmula de los siguientes compuestos orgánicos:
a) Propenonitrilo
b) 3-ciclohexenona
c) 3-cloro-1-buteno
Formula y nombra un isómero deposición del compuesto c)
3.- Formule o nombre según corresponda:
a) Ag+
b) CH2=CH-CH(CH3)2
136
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
m)
n)
o)
p)
q)
r)
s)
t)
u)
v)
w)
x)
y)
z)
2º BACHILLERATO
NO3HCOO-CH2-CH3
HClO
CH3-CH2CH2CH2CH2-NH2
Ni2O3
CH3CHOH-CHO
Ácido hipoyodoso
1,2-dicloroeteno
Hidróxido de plomo (IV)
Ácido 2-hidroxipropanoico
Sulfato de aluminio
2,5-dimetilhexano
Ácido ortofosfórico
Metano
Al3+
CH2=CHOH
SO32CH3-CH2-COO-CH3
HNO2
CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3
NaMnO4
CH3-CHNH2-COOH
Dióxido de platino
Ciclopropano
4.- Formule o nombre correctamente los siguientes compuestos:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
Sulfato férrico
Ion fosfato
Peróxido de hierro
Na2(HPO4)
PF5
Cd(NO3)2
3,4-dimetil-1-pentino
3-etil-1,3-hexadieno
N,N-dietilamina
CH3-CH2-COOCH3
CH≡C-CHBr-CH3
CH3-CH(CH3)-CH3
5.-a) Formule los siguientes compuestos: perclorato de magnesio, ciclopentano,
bromurote amonio, metilamina.
b) Nombre: Cl3CH, As2O3, Bi2S3, Co(OH)3, C6H5-CHO
6.- a) Dé nombre a las siguientes fórmulas: HNO2, HCN, Ag2O2, Fe (OH)2, NO
b) Formule: hidróxido de cadmio, ácido clórico, óxido de cinc, sulfuro amónico,
(orto) fosfato magnésico.
137
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2003)
QUÍMICA DEL CARBONO
1.-Defina los siguientes conceptos y ponga un ejemplo de cada uno de ellos:
a) Serie homóloga
b) Isomería de cadena
c) Isomería geométrica
2.- Contestar a las siguientes cuestiones:
a) Escribir las fórmulas de los siguientes compuestos orgánicos
•
•
•
•
3,4-dimetil – 1 – pentino
p-diclorobenceno
dietilamina
ácido 2-metilpropanoico
b) Justificar las siguientes propiedades de sustancias orgánicas:
•
•
La molécula CHCl3 es polar.
El etano es menos soluble en agua que el etanol
c) Si se añade Br2 a una muestra de C2H4, el color rojo del bromo desaparece.
Explicar el tipo de reacción que ha tenido lugar. Identificar y nombrar el
compuesto orgánico producido.
3.- Formula y nombra dos posibles isómeros de fórmula C4H8O indicando el tipo de
isomería.
4.- Indicar la reacción que tiene lugar cuando a un mol de propino se le adiciona un mol
de los siguientes compuestos: Br2, HBr y H2O
Nombre los productos obtenidos.
5.- La fórmula molecular C4H8O ¿a que sustancia o sustancias de las propuestas a
continuación corresponde? Justifique la respuesta escribiendo en cada caso su fórmula
molecular y desarrollada.
a)
b)
c)
d)
Ácido butanoico
Butanodial
1, 4- butanodiol
Ácido 2-metilpropanoico
6.- Complete las reacciones:
a) 3-metil-1-buteno + HBr
b) 2-fenil-2-propanol + H2SO4
c) Ácido acético + NaOH
……………..
calor
……………
……………
138
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
d) Porpanal + KMnO4
2º BACHILLERATO
……………
7.- Nombrando reactivos y productos, escribe reacciones en las que se obtenga un
compuesto de cuatro átomos de carbono que sean:
a)
b)
c)
d)
Una cetona
Un éster
Un derivado halogenado
Un alqueno
8.- a) Escriba las fórmulas (semidesarrolladas) de los siguientes compuestos:
3-metil-1-clorobutano
3-metil-1-pentino
metil-2-propanol
2,4-pentanodiona
b) Utilizando algunos de los compuestos anteriores, escriba un ejemplo de reacción de
sustitución, otro de eliminación y otro de adición.
9.- En condiciones adecuadas el 1,1,2,2-tetrafluoroeteno se polimeriza dando
politetrafluoroetileno (teflón), un polímero muy usado como revestimiento
antiadherente para utensilios de cocina.
a)
b)
c)
d)
Formula la reacción de polimerización
Justifica la reacción de polimerización por adición o por condensación
Razona si el polímero es un homopolímero o un copolímero
Las propiedades físicas del polímero se deben, sobre todo, al elevado porcentaje
de flúor que contiene el monómero, ¿cuál es dicho porcentaje?
Datos: C = 12 F = 19
10.- Considere el siguiente compuestos orgánico:
CH2=CH – CH – CH2 – CH2 – OH
CH3
a) Escriba su nombre sistemático
b) Plantee y formule una posible reacción de eliminación donde intervenga este
compuesto
c) Plantee y formule una reacción de adición a su doble enlace.
d) Plantee y formule una reacción de sustitución en donde intervenga este
compuesto.
11.- Conteste a cada uno de los siguientes apartados, referidos a compuestos de cadena
abierta:
a) ¿Qué grupos funcionales pueden tener los compuestos de fórmula molecular
CnH2n+2 O?
b) ¿Qué compuestos tienen por fórmula molecular CnH2n-2?
139
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
c) Escriba las fórmulas semidesarrolladas y nombre todos los compuestos de
fórmula molecular C3H8O.
d) Escriba las fórmulas semidesarrolladas de los compuestos etilamina y
etanamida (acetamida).
12.- El compuesto HCl se obtiene en la industria como uno de los subproductos de la
preparación de derivados halogenados. Una de las reacciones que dan lugar a este
compuesto es:
C2H6 (g) + Cl2 (g)
a)
b)
c)
d)
C2H5Cl (g) + HCl(g)
Nombre todos los compuestos implicados en la reacción.
Indique el tipo de reacción.
¿Qué significa que el HCl es un subproducto de la reacción?
Proponga un procedimiento más habitual de obtención de HCl.
FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA
1.- Formule o nombre los compuestos siguientes:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
j)
k)
l)
Peróxido de bario
Ácido clórico
1,2-etanodiol
MnI2
FeSO4
CH≡CH
Hidróxido de plata
Fluoruro de hidrógeno
Etanoamida
(NH4)2SO4
H2O
CH3CH2COOH
2.- a) Formule los siguientes compuestos:
2,3-dimetilpentano
propanotriol
butanal
ácido 2-clorobutanoico
b) Nombre los siguientes compuestos
C6H5-CH3
CH3-CH2- CO – CH2-CH3
CH3-CH2-NH2
CH3-CH (CH3)-COOH
3.- Nombre los siguientes compuestos:
140
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
CH3
CH2-CH3
CH3- C- CH2- C- CH3
CH3
CH3
CH2=CH-CH=CH-CH=CH2
CH≡C-CH- CH3
CH3
CH3 – CH2- C = CH – CH2OH
CH3
CH2 = CH - CHO
4.- a) Formula los siguientes compuestos
perclorato de magnesio
propanona
metilbenceno
nitrato cálcico
b) Nombra los siguientes compuestos:
Ag2CrO4
CaH2
MnSO3
CH2OH-CHOH-CH2-CH3
5.- Formular según corresponda:
•
•
•
•
•
•
•
•
Fosfina (Trihidruro de fósforo)
Monóxido de nitrógeno ( Óxido de nitrógeno (II))
Ácido perbrómico (Tetraoxobromato (VII) de hidrógeno)
Dihidrogenotetraoxofosfato (V) de hierro (III) (Dihidrogenofosfato de hierro
(III))
4-metil-3-hexino
Fenol
4-etilhexanal
Ácido 4-cloropentanoico
141
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
b) Nombre:
•
•
•
•
•
•
•
•
Hg(NO3)2
MgCl2
H2CO3
Li2O2
CH3-CH=CH-CH2-CH(Br)- CH3
CH3-CH2- CH(CH3)-CH2-NH2
CH3 -CH2 -CH2 –COO-CH2- CH3
HOOC – CH2-COOH
142
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2004)
QUIMICA DEL CARBONO
1.- Defina los siguientes conceptos y ponga un ejemplo de cada uno de ellos:
a) Isomería de función
b) Isomería de posición.
c) Isomería óptica.
2.-Justificar las siguientes propiedades de sustancias orgánicas:
a) El punto de ebullición de la trimetilamina, a pesar de tener mayor masa
molecular, es menor que el de la propilamina.
b) En la molécula de acetileno o etino el ángulo de enlace HCC es de unos 180º,
aproximádamente.
3.-a) ¿Qué tipo de reacción es la siguiente? (Adición, sustitución, eliminación).
CH3-CH2 – COOH + NH2 –CH3
→
CH3-CH2- CO-NH-CH3 + H2O
b) Nombra cada uno de los reactivos y productos.
4.-Formule y nombre al menos 4 isómeros de fórmula C3H6O
5.-Indique la estructura del policloruro de vinilo (PVC), algún método de preparación ,
y resalte sus propiedades y aplicaciones más significativas.
6.-a) ¿Cómo se puede distinguir, mediante una reacción química, un alcohol primario de
otros secundario?
b) Pon un ejemplo del caso anterior, nombrando reactivos y productos.
c) ¿Qué ocurre si se hace reaccionar un halógeno con un alqueno?
d) Pon un ejemplo del caso anterior, nombrando reactivos y productos.
7.-Complete y ajuste las siguientes reacciones:
a)
b)
c)
d)
CH3-COOH + NaOH
CH3-CH2Cl + NH3
CH2=CH2 + H2O
CH3-CH=CH2 + Br2
143
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
PROBLEMAS DE SELECTIVIDAD (2005)
QUÍMICA DEL CARBONO
1.- a) Escribe las estructuras de los isómeros de posición del n-pentanol (C5H11OH).
b) Representa tres isómeros de fórmula molecular C8H18.
2.-Escribe las fórmulas de los siguientes compuestos orgánicos:
a)
b)
c)
d)
4 – metil – 2- penteno.
Etil metil éter
Fenilamina
2,2- dimetilbutanal
3.- Los hidrocarburos de cadena ramificada producen en los motores de combustión
menos detonación que los compuestos de cadena lineal. Por eso, el 2,2 – dimetilbutano
tiene un octanaje mayor que el n- hexano (hexano lineal). Formula estos dos
compuestos y señala que tipo de isomería presentan.
4.- La gasolina es una mezcla de hidrocarburos entre los que se encuentra el octano.
a) Escribe la reacción ajustada para la combustión del octano.
b) Formula y nombra todos los hidrocarburos que contengan tres átomos de
carbono.
5.- a) Escribe y nombra los siguientes compuestos orgánicos: a) un aldehído; b) un
ácido; c) una amina secundaria; d) un alcohol secundario.
b) Escribe la reacción entre el propeno y el ácido clorhídrico. Nombra el compuesto
obtenido e indica el tipo de reacción que tiene lugar.
6.- a) Formula y nombra un isómero de función del 1- butanol y otro de la 2- pentanona.
b) ¿Cuál de los siguentes compuestos es óptimamente activo? Razónalo.
CH3 – CH2 – CHCl – CH2 – CH3
CH3 – CHBr – CHCl – COOH
7.- Responde, razonando las respuestas, a las siguientes cuestiones indicando si son
verdaderas o falsas:
a)
b)
c)
d)
Un hidrocarburo está constituido por carbono, hidrógeno y oxígeno.
El 2 – butanol y el 1- butanol son isómeros de cadena.
La combustión de un hidrocarburo produce dióxido de carbono y agua.
En los alquenos existe algún enlace doble C = C.
8.-Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones formulando los
productos de reacción:
a) CH3 – CHOH – CH3
2 SO4
⎯H⎯
⎯→
Calor
Se obtiene propeno como único producto de
eliminación.
144
PROBLEMAS QUÍMICA SELECTIVIDAD
2º BACHILLERATO
+
H
b) CH3 – CH2 – CH2 – OH + CH3 - COOH ⎯⎯→
como producto de condensación o esterificación.
c) CH3 – CH = CH - CH2 – CH3 + HCl →
cloropenteno como productos de sustitución.
d) ClCH2 – CH2 – CH3 + KOH
adición.
( en etanol)
Se obtiene acetato de propilo
Se obtiene 2-cloropenteno y 3-
→ Se obtiene propanal como producto de
9.- Escribe algún ejemplo de cada una de las siguientes reacciones orgánicas:
sustitución, adición, eliminación, oxidación. Nombra, además, las sustancias que
aparezcan en ellas.
10.- Algunos animales y plantas, como las hormigas y las ortigas, segregan ácido
fórmico (metanoico) que es muy urticante para la piel humana.
a) Explica, utilizando argumentos químicos, si será de utilidad aplicar una
disolución de amoníaco a las zonas de la piel afectadas, o se trata de una
costumbre sin fundamento científico.
b) Escribe dos reacciones, una de oxidación o de reducción y otra de esterificación,
en las que intervenga el ácido metanoico, nombrando todos los componentes.
11.- a) Nombra o formula, según el caso, los compuestos siguientes:
1)
2)
3)
4)
4-5 – dimetil-1-hexeno
Ácido 2- cloropropanoico
C6H5 – NH2
CH3 – CH2 – Ona
b) Completa las siguientes reacciones orgánicas indicando el nombre de todos los
compuestos que allí aparecen:
1)
2)
3)
4)
CH3 – CH = CH – CH3 + Cl2 →
CH2 = CH2 + CH2 = CH2 →
CH ≡ CH + HCl →
CH3 – COOH + NaOH →
145