Serie 2 - Universidad Nacional de San Martín

UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SAN MARTIN
ESCUELA DE CIENCIA Y TECNOLOGIA
Bachillerato Universitario en Ciencias e Ingenierías
QUIMICA GENERAL
Serie 2
Conceptos: Átomos y Moléculas. Masa atómica y molecular. Número de Avogadro:
concepto de mol. Fórmula mínima y molecular. Composición porcentual.
1. Indique cómo está constituido un átomo, según el modelo que se acepta actualmente.
Defina el número atómico (Z) y el número másico (A). ¿Cuál de estos parámetros identifica unívocamente a los átomos pertenecientes a un mismo elemento?
2. Defina a qué se denomina nucleído. Qué es un isótopo? Si dos átomos son isótopos:
pueden formar parte del mismo elemento?
3. Complete la siguiente Tabla:
Elemento
Co
S
§
F
§
§
Z
27
60
32
A número protones
27
6
§
64
5
10
11
número neutrones
33
16
7
10
93
número electrones
27
5
§
utilice la Tabla Periódica sólo para identificar estos elementos.
4. Indique cuáles de estos elementos son isótopos:
206
81
Tl
210
81
Tl
214
82
Pb
218
84
Po
206
82
210
82
Pb
Pb
214
83
Bi
210
83
Bi
214
84
Po
210
84
Po
5. A que se denomina uma? Qué es la “abundancia relativa de un isótopo” de un elemento?
6. Investigue: i) cuáles son los dos elementos más abundantes de la corteza terrestre? Cuáles son los elementos más abundantes en el mar? Cuál es el elemento más abundante
en el Universo?
7. Verifique que la masa atómica relativa del cloro es 35,5 uma, sabiendo que el isótopo
35
Cl tiene una abundancia relativa del 75% y que el resto de los átomos de cloro corresponden al isótopo 37Cl.
8. Un átomo de carbono pesa 12 uma. Un átomo de magnesio pesa 24 uma (justo el doble).Indicar la masa de:
1.000 átomos de carbono.
1.000 átomos de magnesio.
1.000.000 átomos de carbono.
1.000.000 átomos de magnesio.
23
6,02 10 átomos de carbono.
6,02 1023 átomos de magnesio.
NOTA:
1 uma  1,66 1024 g
9. La masa atómica relativa del boro (B) es 10,81. Calcule:
a.
la masa, en gramos, de 1 átomo de boro.
b.
la masa, en gramos, de 2,0 1015 átomos de boro.
la masa, en gramos, de 6,02 1023 átomos de boro.
el número de átomos de boro que hay en 1 g del elemento.
el número de moles de átomos de boro que hay en 1 g del elemento.
c.
d.
e.
10.
a.
b.
c.
d.
La masa atómica relativa del tungsteno (W) es 183,9. Calcule:
la masa, en u.m.a. y en gramos, de 1 átomo de tungsteno.
la masa de 2,0 1015 átomos de tungsteno.
el número de moles de átomos de tungsteno que hay en 1 mg del elemento.
el número de átomos de tungsteno que hay en 1 mg del elemento.
R= a) 183,9 uma., 3,05x10-22 g; b) 6,11x10-7 g; c) 5,44x10-6 mol; d) 3,3x1018 átomos
11. A qué se denomina molécula? Discuta el concepto: es el átomo la menor porción de sustancia? Todas las sustancias están constituidas por moléculas?
12. Explique los conceptos de fórmula mínima y molecular. Discuta si para todos los tipos de
sustancias tendrá sentido hablar de fórmula molecular. Analice los siguientes ejemplos:
He, H2, Na, S8, C, NaCl, CH3OH, N2H4, CO.
13. Usando una tabla de masas atómicas relativas Ar, calcule la masa molecular relativa Mr de
los siguientes compuestos:
a) metano, CH4.
b) cloruro de sodio, NaCl.
c) hidróxido de sodio, NaOH.
d) cloruro de aluminio, AlCl3.
e) fluoruro de hidrógeno, HF.
f) agua, H2O.
g) dióxido de manganeso, MnO2.
14.
Complete la siguiente tabla:
Compuesto
H2S
CCl4
N2O
N(C2H5)3
masa
(gramos)
6,80
número de número de número de
moles
moléculas
átomos
0,199
1,20 1023
3,60 1023
2,50
número de
átomos de:
H
2,40 1023
Cl:
250.000
N:
1022
C15H11NO4I4
C:
I :
2 1021
Datos: Masas atómicas relativas: S: 32,1; H: 1,01; C: 12,0; Cl: 35,5; N: 14,0; O: 16,0; I:
127.
15. Para las siguientes fórmulas moleculares indique:
a. si se trata de una sustancia simple o compuesta
b. su fórmula mínima
c. cuántos (atomicidad) y qué átomos conforman cada molécula.
a) H2O (agua)
b) H2O2 (agua oxigenada)
c) N2O4
e) C2H4 (etileno)
f) C6H12O6 (glucosa)
g) O2 (oxígeno)
16. La fórmula molecular del dióxido de carbono es CO2. Calcule
a) la masa molecular relativa del CO2.
b) la masa, en u.m.a y en gramos, de una molécula de CO2.
c) la masa, en uma, de carbono (C) que hay en una molécula de CO2.
d) la masa, en gramos, de 0,01 mol de CO2.
e) la masa, en gramos, de 2,0 1015 moléculas de CO2.
f) en número de átomos que hay en 1 g de CO2.
d) NO2
h) O3 (ozono)
g) en número de átomos de carbono que hay en 1 g de CO2.
h) la masa, en gramos, de carbono que hay en 1 g de CO2.
DATOS: Ar(C)=12,00; Ar(O)=16,00
R= a) 44; b) 44 uma, 7.31x10-23 g; c) 12 uma; d) 0,44 g; e) 1,46x10-7 g; f) 4,1x1022 átomos;
g) 1,37x1022; h) 0,27 g
17. Usando una tabla de masas atómicas relativas Ar, calcule el porcentaje en masa de cada
elemento en los compuestos siguientes:
a) NH3
b) Fe2(SO4)3
R= a) 82,35% N, 17,65% H; b) 27,95% Fe, 24,02% S, 48,04% O
18. 2,89 g de un óxido de osmio (Os) contienen 2,16 g de osmio.
¿Cuál es su fórmula mínima?
R= OsO4
19. Una muestra de un compuesto X que contiene sólo cloro y oxígeno reacciona con un
exceso de hidrógeno para dar 0,3059 g de cloruro de hidrógeno (HCl) y 0,5287 g de agua.
a) Determine la composición porcentual del compuesto X.
b) ¿Cuál es la fórmula mínima del compuesto X?
R= a) 39% Cl, 61% O; b) Cl2O7
20. La hexametilendiamina (Mr=116,2) es un compuesto que contiene sólo carbono, hidrógeno y nitrógeno y se usa en la producción de nailon. Cuando se queman 6,315 g de hexametilendiamina con oxígeno se obtienen 14,36 g de dióxido de carbono y 7,832 g de agua.
Determine las fórmulas mínima y molecular de la hexametilendiamina.
R= C3H8N y C6H16N2
Problemas adicionales
A1. La frase "la masa atómica relativa del aluminio es 27,0" es interpretada por 4 alumnos del
curso de Química de 4 diferentes maneras:
- Alumno 1: la masa de un átomo de aluminio es 27,0 g.
- Alumno 2: la masa de un átomo de aluminio es 27,0 u.m.a.
- Alumno 3: la masa de un mol de átomos de aluminio es 27,0 g.
- Alumno 4: un átomo de aluminio es 27,0 veces más pesado que 1/12 de un átomo de C.
¿Quién o quienes dieron la respuesta correcta?
A2. Complete la siguiente tabla:
Compuesto
SO2
CH2Cl2
N2H4
NH(C2H5)2
masa
gramos
6,40
número de número de número de
moles
moléculas
átomos
0,100
6,02 1022
número de
átomos de:
1,806 1023 O
2,50
1,204 1023
Cl
250.000
N
1022
C
C6H4NO2I
I
2 1021
Datos: Masas atómicas relativas: S: 32,1; H: 1,01; C: 12,0; Cl: 35,5; N: 14,0; O: 16,0; I: 127.
A3. Usando una tabla de masas atómicas relativas Ar, calcule el porcentaje en masa de cada
elemento en los compuestos siguientes:
a) FeO
b) Fe2O3
c) Cu2O
d) CuO
A4. Si el porcentaje de C en un compuesto es del 75 % m/m y sólo contiene 1 átomo de C
por molécula, ¿cuál es el valor de Mr de ese compuesto?
R: 16
A5. Un compuesto tiene 71,5 % en peso de mercurio (Hg) y 28,5 % de bromo (Br). Obtenga su fórmula mínima.
R: HgBr
A6. El cromo (Cr) forma tres diferentes óxidos, caracterizados por una composición porcentual de cromo de 52,0, 68,4 y 76,5 %. ¿Cuáles son sus fórmulas mínimas?
R= CrO3, Cr2O3 y CrO, respectivamente.
A7. La aspirina contiene 60,6 % de carbono (C), 4,5 % de H y 35,5 % de O. Calcule su fórmula mínima.
R: C9H8O4
A8. Cuando se calientan 2,103 g de un óxido de cobre en una corriente de hidrógeno se
obtienen 0,476 g de agua. ¿Cuál es la fórmula mínima de este óxido de cobre?
R: CuO
A9. Una muestra de calcio metálico puro, cuya masa era 1,35 g, se convirtió cuantitativamente en 1,88 g de CaO puro. Si la masa atómica relativa del oxígeno es 16,0, ¿cuál es la
masa atómica relativa del calcio?
R= 40,75 g/mol
A10. Se calientan 4,589 g de una muestra de un óxido de vanadio en presencia de H2.
Como producto de esta reacción se forman agua y 3,782 g de otro óxido de vanadio. El segundo óxido es tratado posteriormente con más hidrógeno hasta que se obtienen 2,573 g de
vanadio metálico. ¿Cuáles son las fórmulas mínimas de ambos óxidos?
R= V2O3 y V2O5
A11. Se analiza una muestra de un compuesto X que contiene sólo C, H y Cl. Para ello se
hacen reaccionar 0,158 g de X con un compuesto de plata, transformándose todo el cloro en
0,4016 g de cloruro de plata (AgCl).
a) ¿Cuál es el porcentaje en masa (% m/m) de cloro en el compuesto X?
b) Sabiendo que las opciones para la fórmula del compuesto X son C3H5Cl3 o C3H6Cl2,
decida de cuál de ellos se trata. Justifique (numéricamente) su respuesta.
R= a) 62,94% Cl; b) C3H6Cl2
A12. La dimetilhidracina, combustible usado por el módulo lunar de la misión Apolo, tiene
una masa molar molecular relativa de 60,10 y contiene sólo átomos de C, H y N. La combustión de 2,859 g de dimetilhidracina con exceso de oxígeno produce 4,190 g de dióxido
de carbono y 3,428 g de agua. Determine las fórmulas mínima y molecular de la dimetilhidracina.
R: CH4N; C2H8N2