quimica general 1999. - Departamento Estrella Campos

Facultad de Química
Cátedra de Química Inorgánica
DEPARTAMENTO
“ESTRELLA CAMPOS”
QUÍMICA GENERAL II 2006
Relaciones Ponderales en las Reacciones I
Semana 2
Bibliografía: - “Química, La Ciencia Central”, T.L.Brown, H.E.LeMay, Jr., B.Burnsten.
Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, México, 7a Edición, 1998, págs. 17-18, 71-99.
Ejercicios de aplicación
ACLARACIONES:
- PTN significa “presión y temperatura normales” (P = 1 atm, T = 273 K)
- En todos los problemas puede considerarse aplicable la ecuación general de los gases:
pV=nRT, donde R = 0,082 Latm/molK.
Las preguntas 1-8 se refieren a la reacción química que ocurre cuando se pasa una
corriente de oxígeno sobre metano (g), a una temperatura de 100 ºC, obteniéndose dióxido
de carbono gaseoso y agua líquida, según la siguiente ecuación:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l)
1) En un experimento se parte de 5,6 g de metano y se hacen pasar 30,6 litros de O2
medidos a 1 atm y 100 ºC. Si la reacción es cuantitativa (R = 100 % para todos los
productos), el volumen de CO2 obtenido (medido en iguales condiciones):
a) es menor que 7L
b) está comprendido entre 7 y 8,5L
c) está comprendido entre 10 y11,5L
d) es mayor que 11,5L
e) no se puede calcular con los datos brindados
2) El volumen de dióxido de carbono a obtener si se trabaja en las mismas condiciones de
la parte 1 pero con un metano de pureza del 80 % :
a) es menor que el calculado en 1)
b) es mayor que el calculado en 1)
c) es igual al calculado en 1)
3)
a)
b)
c)
d)
e)
El porcentaje de exceso de oxígeno que se emplea en 2):
es menor que 30%
está comprendido entre 30 y 50%
está comprendido entre 50 y 70%
es mayor que 70%
no se puede calcular con los datos brindados
4) El dióxido de carbono producido en las condiciones de 2) se recoge y se mide a 1 atm y
100 ºC y ocupa un volumen de 7 L. El rendimiento de la reacción respecto al dióxido de
carbono:
a) es menor que 60%
b) está comprendido entre 60 y 75%
c) está comprendido entre 75 y 90%
d) es mayor que 90%
e) no se puede calcular con los datos brindados
5) La densidad del dióxido de carbono obtenido en 4):
a)
b)
c)
d)
e)
es menor que 1g/L
está comprendida entre 1g/L y 2g/L
está comprendida entre 2g/L y 1g/mL
es mayor que 1g/mL
no se puede calcular con los datos brindados
6)
a)
b)
c)
d)
El rendimiento de la reacción respecto al agua:
es necesariamente igual al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono
es necesariamente mayor al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono
es necesariamente menor al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono
no puede ser calculado con los datos suministrados
7) La cantidad de metano de pureza = 80 % necesaria para obtener 15 L de CO2 (p = 1
atm, T = 100 °C) (suponga que el rendimiento respecto a la formación de dióxido de
carbono es el que calculó en 4)):
a) es menor que 5g
b) está comprendida entre 5 y 10g
c) está comprendida entre 10 y15g
d) es mayor que 15g
e) no se puede calcular con los datos brindados
8) Si se parte de la misma cantidad de O2 utilizada en 1) el rendimiento es el mismo que se
calculó en 4) y se emplea cantidad suficiente de metano 80% puro, el volumen de CO2
obtenido es:
a) mayor a 15L (a p=1 atm y 373K).
b) menor a 15L (a p=1 atm y 373K).
sustancia
PF
CH4
16
O2
32
CO2
44
H2O
18
9) La fórmula empírica de un compuesto cuyo análisis elemental da: S, 18,4 %; K, 44,9%
y O, 36,7 % es:
a) K2SO4
b) KSO4
c) K4S2O8
d) KS2O4
e) ninguna de las anteriores
DATOS :
PA (S) = 32,064
PA (K) = 39,102
PA (O) = 15,999
Ejercicios de autoevaluación
Las preguntas 1-4 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación:
Zn (s) + 2 HCl (g) → ZnCl2 (s) + H2 (g) T = 700 ºC
1) Si se colocan en un recipiente cerrado 26 g de zinc y 14,7 L de HCl gaseoso (medidos a
25ºC y 760 mmHg):
a) los reactivos se colocan en relación estequiométrica
b) se coloca un exceso de HCl
c) se coloca un exceso de Zn
2) Si el rendimiento de la reacción anterior es 90% respecto al cloruro de zinc, la masa de
cloruro de zinc obtenida:
a) es menor que 40g
b) está comprendido entre 40 y 50g
c) está comprendido entre 50 y 60g
d) es mayor que 60g
e) no se puede calcular con los datos brindados
3) Si se obtienen 5,0 L de hidrógeno (medidos a PTN), el rendimiento de la reacción
respecto a este gas es:
a) igual al rendimiento respecto al ZnCl2
b) menor que el rendimiento respecto al ZnCl2
c) mayor que el rendimiento respecto al ZnCl2
4)
a)
b)
c)
d)
e)
El exceso que se ha utilizado (del reactivo que se encuentra en exceso):
es menor que 0,05 mol
está comprendido entre 40 y 60%
está comprendido entre 60 y 80%
es mayor que 100%
ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta
sustancia
PF
Zn
65,4
HCl
36,5
ZnCl2
136,4
H2
2,0
Las preguntas 5-6 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación:
2NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + CO2 (g) + H2O (g) R = 100 % (para todos los productos)
5)
a)
b)
c)
d)
e)
La cantidad de NaHCO3 (92% de pureza) necesaria para producir 5g de Na2CO3 es:
es menor que 8g
está comprendida entre 8 y 9,5g
está comprendida entre 9,5 y 11g
es mayor que 11g
no se puede calcular con los datos brindados
6)
a)
b)
c)
d)
El volumen de CO2 a PTN que se producirá en las condiciones de 5):
es menor que10mL
está comprendido entre 10 y 1000mL
está comprendido entre 1000 y 1200mL
es mayor que 1200mL
sustancia NaHCO3 Na2CO3
84
106
PF
CO2
44
H2O
18
Las preguntas 7-8 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación:
3 Fe (s) + 4 H2O (g) → Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)
7) Si en un experimento se parte de 10 g de Fe metal y se hacen pasar 13 litros de H2O(g)
medidos a 1 atm y 150°C, la masa de óxido que se obtiene:
a) es menor cuanto mayor es el rendimiento para ese óxido
b) es la mínima posible cuando la reacción es cuantitativa
c) está comprendida entre 11,5 y 12,5g cuando el rendimiento para Fe3O4 es 85%
d) es menor que 12g si el hierro tiene una pureza del 90% y la reacción es cuantitativa
e) ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta
8)
a)
b)
c)
d)
e)
El porcentaje de exceso de agua gaseosa que se emplea en 7):
es menor que 100%, ya que un porcentaje de exceso siempre debe ser menor de 100%
es menor que 50%
está comprendido entre 50 y 60%
está comprendido entre 60 y 100%
ninguna de las anteriores
sustancia
PF
Fe
55,8
Fe3O4
231,4
H2
2,0
H2O
18,0
9) Una muestra de 0,712g de CaC2 reacciona con suficiente H2O liberando acetileno
gaseoso (C2H2), según:
CaC2 (s)+ 2H2O (l) → Ca(OH)2 (ac) + C2H2 (g)
R=100% (para todos los productos)
Si el gas se recoge sobre H2O a 15ºC y 748mmHg, resultando el volumen medido 195 mL,
la pureza del CaC2 es:
DATOS :
presión de vapor de agua, pv (H2O), 15ºC = 20,1mmHg
PF CaC2 = 64
10) Cuando se hace reaccionar a alta temperatura 300g de Al2O3·2H2O con 400g de
Na2CO3, se obtienen 15,8 L de CO2(g) medidos a 1 atm y 25 °C:
Al2O3·2H2O (s) + Na2CO3 (s) → 2 NaAlO2 (s) + 2H2O (g) + CO2 (g)
En las mismas condiciones pero partiendo de 500g de Al2O3·2H2O, 80% de pureza y 400g
de Na2CO3, la masa de NaAlO2 que se obtendrá es: (Considere que el rendimiento para
NaAlO2 y CO2 es el mismo)
a) menor a 500g ya que la masa de producto no puede ser mayor que la masa de reactivo
empleada
b) 900g ya que la masa se conserva cuando los reactivos se transforman en productos
c) el doble que la de reactivo, ya que el coeficiente estequiométrico es 2
d) ninguna de las anteriores
Sustancia Al2O3·2H2O Na2CO3 CO2
138
106
44
PF
NaAlO2 H2O
82
18
11) Se desea hallar el peso atómico del estaño. Para ello se determinó que el contenido
de este metal en 3,7692 g de SnCl4 era de 1,7170 g. Si el PA (Cl) = 35,453, el peso
atómico del estaño resultante de este experimento es:
a) imposible de calcular con este experimento
b) muy similar al que se encuentra en la tabla periódica
c) muy diferente al de la tabla periódica ya que lo que allí se tabulan son pesos atómicos
promedio
12) Un cierto metal reacciona con un exceso de HI, según la ecuación:
M (s) + 2HI(ac) →
MI2 (ac) +
H2 (g)
Una toma de 0,327g de metal produjo un desprendimiento de 117,5 mL de H2 (PF=2) a
15ºC y 765 mmHg. El peso atómico del metal:
a) es menor que 60
b) está comprendido entre 60 y 70
c) no puede ser calculado por este experimento
13) La composición porcentual del éter (C2H5)2O es (utilizar como datos los pesos
atómicos tabulados):
%C=
%H=
%O=
14) La composición porcentual del fosfato de calcio Ca3(PO4)2 es (utilizar como datos
los pesos atómicos tabulados):
%Ca=
%P=
%O=
15) A una muestra de un compuesto problema que pesa 0,1582g se le precipita todo el
cloruro como AgCl, obteniéndose 0,4016g del mismo. De acuerdo al contenido de
cloro, el compuesto problema podría ser:
a) C3H5Cl3
b) C3H6Cl2
c) C3H7Cl
d) C3H8
e) ninguno de los anteriores
AgCl
Cl
C
H
sustancia
143,3
35,5
12,0
1,0
PF
16) Se desea determinar la fórmula de un óxido de Fe. Para ello se toman 4,63g del
óxido y se los hace reaccionar con oxígeno para dar Fe2O3. Mediante este proceso
el peso aumenta un 3,4%. La fórmula del óxido es:
a) Fe2O3
b) Fe3O4
c) Fe4O3
d) Fe3CO4
e) ninguna de las anteriores
Fe2O3
Fe
O
sustancia
159,7
55,8
16,0
PF
Las preguntas 17-20 se refieren a un compuesto que tiene la composición: 85,71% de C y
14,29% de H. Se deben utilizar datos de pesos atómicos tabulados.
17) Si 0,1232g de una sustancia vaporizada ocupan 100 mL a PTN, su densidad es:
18) Su peso molecular es:
a) imposible de calcular sin conocer la fórmula molecular
b) calculable a partir de los datos de 17)
19) Su fórmula empírica es:
a) CH2
b) CH4
c) C2H4
d) ninguna de las anteriores
20) Su fórmula molecular es:
a) CH2
b) CH4
c) C2H4
d) ninguna de las anteriores
Las preguntas 21-22 se refieren a las reacciónes químicas que corresponden a las
siguientes ecuaciónes:
2KClO3 (s) → 2KCl (s) + 3O2 (g)
(1)
4KClO3 (s) →
3KClO4 (s) +
KCl (s)
(2)
21) Una muestra de 5,45 g de KClO3 puro se descompone parcialmente en KCl y O2
obteniéndose 1,2 L de O2 a PTN 100% de rendimiento. El resto se descompone de
acuerdo a la reacción (2). El porcentaje de KClO3 que se descompone según la
reacción (2) es:
a) 50% ya que cada 2 moles que reaccionan por la reacción (1), 4 moles lo hacen por
la reacción (2)
b) menor del 50%
c) mayor del 50%
22) En las condiciones de la pregunta 21), la masa de KClO4 obtenida es:
sustancia
PF
KClO3
122,6
KClO4
138,6
KCl
74,6