Respuesta - OB Ciencias Experimentales

1
BALANCEO DE ECUACIONES
Realiza el balaceo de las siguientes ecuaciones químicas, utilizando el método adecuado.
𝑯𝟐 𝑺 + 𝑺𝒃(𝑶𝑯)𝟓 → 𝑯𝟐 𝑶 + 𝑺𝒃𝟐 𝑺𝟓
𝑯𝑪𝒍 + 𝑴𝒏𝑶𝟐 → 𝑴𝒏𝑪𝒍𝟐 + 𝑪𝒍𝟐 + 𝑯𝟐 𝑶
𝑯𝑪𝒍 + 𝑲𝑴𝒏𝑶𝟒 → 𝑲𝑪𝒍 + 𝑴𝒏𝑪𝒍𝟐 + 𝑯𝟐 𝑶 + 𝑪𝒍𝟐
𝑰𝟐 + 𝑯𝑵𝑶𝟑 → 𝑯𝑰𝑶𝟑 + 𝑵𝑶𝟐 + 𝑯𝟐 𝑶
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2
ESTEQUIOMETRÍA
1. La sulfadiacina, un medicamento que se utilizó en el tratamiento de infecciones por
bacterias, dio el siguiente resultado después de su análisis: 48.0% de carbono, 4.0% de
hidrógeno, 22.4% de nitrógeno, 12.8% de azufre y 12.8% de oxígeno. Se encontró
experimentalmente que tiene una masa de 250 g/mol. Calcula la fórmula molecular de la
sulfadiacina.
2. El butano o n-butano es un gas incoloro e inodoro utilizado como gas licuado en mezcla
con otros gases como propano, isobutano y etano, se obtiene durante la destilación del
petróleo. Para detectar fugas se le adicionan se le adicionan compuestos odorizantes de
mal olor llamados mercaptanos. Se emplea como combustible en los hogares y en uso
más reducido en la industria. La ecuación química de la combustión del n-butano es:
𝑪𝟒 𝑯𝟏𝟎 (𝒈) +
𝑶𝟐 (𝒈) →
𝑪𝑶𝟐(𝒈) +
𝑯𝟐 𝑶
Si reaccionan 580 kg de butano con 1040 kg de oxígeno gaseoso, determina lo siguiente:
a)
b)
c)
d)
El reactivo limitante y reactivo en exceso.
Los moles, moléculas y gramos de CO2 que obtienen.
La cantidad sobrante del reactivo en exceso.
¿Se lleva a cabo la combustión completa?
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3
CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES
1. Se necesita preparar una solución de hidróxido de calcio 0.5 M. ¿Cuántos gramos de
hidróxido de calcio tienes que pesar para preparar 325 mL de esta solución?
2. ¿Cuál es el porcentaje en masa del hidróxido de litio en una disolución preparada con 10g
de hidróxido de litio en 70g de H2O?
3. La composición del aire en volumen es de 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno y 1% de
otros gases. ¡cuál es el volumen de nitrógeno y oxígeno en una habitación que tiene un
volumen de 27 m3?
4. ¿Cuánta masa de cloruro de sodio hay en 500 mL de agua de mar, si su concentración
porcentual de masa en volumen es 3%?
5. Calcula la fracción molar de cada uno de los componentes en una disolución que contiene
156 gramos de C12H22O11 en 3x102 gramos de agua.
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4
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS GASES
1) La presión externa de un avión de propulsión que vuela a gran altitud es considerablemente
menor que la presión atmosférica estándar. Por ello, el aire del interior de la cabina debe
presurizarse para proteger a los pasajeros. ¿Cuál es la presión (en atm) en la cabina si la
lectura del barómetro es de 688 mmHg?
Resultado:____________________
2) La presión atmosférica en la cima del Monte McKinley es de 606 mmHg en cierto día. ¿Cuál
es la presión en atm y en KPa?
Resultado:____________ atm
Resultado:___________ KPa
3) Determina el volumen que ocupan 500 g de monóxido de carbono en condiciones de
temperatura y presión estándar.
Resultado:______________
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5
4) ¿Cuál es la masa y las moléculas presentes en 40 L de dióxido de nitrógeno?
Resultado:_____________
Resultado:_____________
5) Los antibióticos son compuestos químicos sintetizados por ciertos microorganismos. Se
conocen como bactericidas, a quienes matan organismos, y bacteriostáticos, a los que
controlan su diseminación. El más famoso y el que se usa con más frecuencia es la
penicilina, descubierta en 1929 por Alexander Fleming. A partir del descubrimiento de la
penicilina se han encontrado numerosos antibióticos, muchos de los cuales se producen en
los suelos por acción de los microorganismos. La cloromicetina es un antibiótico que se
aisló del suelo venezolano, cuya fórmula es C11H12O5N2Cl2. En una tableta que contiene
100mg de cloromicetina, ¿cuántas moléculas y moles de este compuesto hay?
Resultado:_______________ moles
Resultado:____________ moléculas
6) La densidad del etanol, líquido incoloro comúnmente llamado alcohol de grano, es de 0.798
g/mL. Calcule la masa de 17.4 mL de este líquido.
Resultado:_______________
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6
7) Realiza las siguientes conversiones:
a) 89 cm3 a ml
Respuesta:____________
b) 9.54 L a ml
Respuesta:____________
c) 25
dm3
aL
Respuesta:____________
d) 7000 L a
hm3
Respuesta:____________
e) 400
mm3
aL
Respuesta:____________
8) La temperatura normal del cuerpo humano es de 37°C. Convierta la temperatura en kelvin.
Respuesta:___________
9) El etilenglicol es un compuesto orgánico líquido que se usa como anticongelante en
radiadores de automóviles. Se congela a -11.5°C. Calcule su temperatura de congelación
en grados Fahrenheit.
Respuesta:___________
10) La temperatura en la superficie solar es de unos 6 300°C. ¿Cuál es la temperatura en
grados Fahrenheit?
Respuesta:___________
11) El punto de ebullición del nitrógeno líquido es de 77 K, indica la temperatura en grados
Celsius.
Respuesta:___________
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7
LEYES DE LOS GASES
1. Se desea comprimir diez litros de oxígeno a temperatura ambiente y una presión de 90 kPa,
hasta un volumen de 500 mL. ¿Qué presión, en atmósferas hay que aplicar?
Respuesta:___________
2. Un globo con volumen de 4 litros a 25°C reduce su volumen a 3.68 litros cuando se
introduce un buen rato en el refrigerador. ¿A qué temperatura está el refrigerador?
Respuesta:___________
3. Una lata vacía de aerosol de 200 mL contiene gas a la presión atmosférica (en la ciudad de
México, p= 585 mmHg) y temperatura ambiente (t=20°C). Calcula cuál es la presión en
atmósferas que se genera en su interior cuando se incinera. Estima la temperatura de la
fogata en unos 700°C.
Respuesta:___________
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8
4. Una muestra de amoniaco gaseoso ejerce una presión de 5.3 atm a 46°C. ¿Cuál es la
presión cuando el volumen del gas se reduce a una décima parte (0.10) de su valor inicial a
la misma temperatura?
Respuesta:___________
5. Una muestra de aire ocupa un volumen de 3.8 L cuando la presión es de 1.2 atm.
a) ¿Qué volumen ocuparía 6.6 atm?
Respuesta:___________
b) ¿Cuál es la presión requerida para comprimirlo a 0.075 L? (La temperatura se mantiene
constante).
Respuesta:___________
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9
6. En condiciones de presión constante, una muestra de hidrógeno gaseoso con un volumen
inicial de 9.6 L a 88°C se enfría hasta que su volumen final es de 3.4 L. ¿Cuál es su
temperatura final?
Respuesta:___________
7. El cloro y el flúor moleculares se combinan para formar un producto gaseoso. En las
mismas condiciones de presión y temperatura se encuentra que Cl2 reacciona con tres
volúmenes de F2 para obtener dos volúmenes del producto. ¿Cuál es la fórmula del
producto?
Respuesta:___________
8. El volumen de un gas es de 5.8 L, medido a 1.00 atm ¿Cuál es la presión del gas en mmHg
si el volumen cambia a 9.65 L? (La temperatura permanece constante.)
Respuesta:___________
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10
LA ECUACIÓN DEL GAS IDEAL Y ECUACIÓN GENERAL DEL ESTADO GASEOSO
1. 5.0 g de etano se encuentran dentro de un bulbo de un litro de capacidad. El bulbo es tan
débil que se romperá si la presión sobrepasa las 10 atm. ¿A qué temperatura alcanzará la
presión del gas el valor de rompimiento?
Respuesta:___________
2. Un gas liberado durante la fermentación de glucosa (en la manufactura del vino) tiene un
volumen de 0.78 L a 20.1°C y 1.00 atm. ¿Cuál es el volumen del gas a la temperatura de
fermentación de 36.5°C y 1.00 atm de presión?
Respuesta:___________
3. El hielo seco es dióxido de carbono sólido. Una muestra de 0.050 g de hielo seco se coloca
en un recipiente vacío que tiene un volumen de 4.6 L a 30°C. Calcule la presión interior del
recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en CO 2 gaseoso.
Respuesta:___________
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11
4. El CO2 que tiene una botella de refresco ocupa un volumen de 8 cm 3, a una presión de 1.2
atm y 17 °C de temperatura.
a) ¿Cuántas moles de CO2 hay en el refresco?
Respuesta:___________
b) Si la corcholata resiste 5 atm de presión, ¿hasta qué temperatura se podrá calentar
la botella sin que se destape?
Respuesta:___________
5. A 741 torr y 44°C, 7.10 g de un gas ocupan un volumen de 5.40 L. ¿Cuál es la masa molar
del gas?
Respuesta:___________
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12
ESTEQUIOMETRÍA
1. El etanol (C2H5OH) se quema en el aire:
C2H5OH (l) + O2 (g)
CO2 (g) + H2O (l)
Haga el balanceo de la ecuación y determine el volumen de aire en litros a 35°C y 790
mmHg que se requieren para quemar 227 g de etanol. Suponga que el aire contiene 21%
de O2 en volumen.
Respuesta:___________
2. Cuando el carbón se quema, el azufre presente en él se convierte en dióxido de azufre
(SO2), responsable del fenómeno de la lluvia ácida:
S (s) + O2 (g)
SO2 (g)
Si 2.54 kg de S reaccionan con oxígeno, calcule el volumen de SO 2 gaseoso (en mL)
formado a 30.5°C y 1.12 atm.
Respuesta:___________
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13
3. En la fermentación del alcohol, la levadura convierte la glucosa en etanol y dióxido de
carbono (verifica balanceo de ecuación):
C6H12O6 (s)
C2H5OH (l) + CO2 (g)
Si reaccionan 5.97 g de glucosa y se recolectan 1.44 L de CO2 gaseoso, a 293 K y 0.984
atm. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de la reacción?
Respuesta:___________
4. De los óxidos de carbono el más nocivo para la salud es sin duda el monóxido de carbono
(CO), ya que modifica el transporte de oxígeno a las células del organismo. El CO inhabilita
a la hemoglobina por lo cual no se puede llevar el oxígeno a todo el organismo, y
sobreviene la muerte por asfixia. Una fuente de CO es la combustión automotriz. Cuando
los autos no tienen ningún control para reducir la emisión de CO, por cada 100 litros de
gasolina quemada se generan aproximadamente 30 g de CO. En 1982 ocurrió una
intoxicación masiva notable en la ciudad de México, cuando cientos de coches querían
salir al mismo tiempo en un estacionamiento bajo tierra. La emisión de CO y la lentitud del
sistema de cobro propiciaron lo que pudo ser una catástrofe, de no ser porque el cobrador
resolvió dejar salir a los vehículos sin pagar. Si cada coche quemó en promedio 3 litros de
gasolina durante la espera, ¿cuántos coches había en la cola si la concentración de CO en
el estacionamiento llegó a la dosis peligrosa de 46 mg/m 3? El estacionamiento mide 50 x
30 x 3 m y tenía una temperatura de 30°C.
Respuesta:___________
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5. Toda vida animal es posible gracias a la vida vegetal. De las plantas se sacan las proteínas
con las que animales y humanos fabrican las suyas propias. Las proteínas contienen
nitrógeno. A pesar de que en la atmósfera existen grandes cantidades de nitrógeno
elemental (N2), éste no puede ser empleado por la mayor parte de los vegetales para
fabricar proteínas, pues es una molécula muy estable. Para lograr que este nitrógeno sea
biológica y químicamente útil, se necesita combinarlo con otros elementos, ya que las
plantas solo pueden tomar el nitrógeno de diversos compuestos existentes en el suelo. El
proceso de transformación del N2 se lleva a cabo naturalmente por las bacterias y algas
fijadoras de nitrógeno. Gracias a éstas es posible la existencia de la vida vegetal, y por
ende animal y humana. La fabricación artificial de fertilizantes nitrogenados hace posible
que el hombre nitrifique el suelo y cultive sin depender de dichas bacterias y algas. El
proceso Haber de fabricación de amoniaco, es muy importante en la fabricación de
fertilizantes, se lleva a cabo según la siguiente reacción:
N2 + H2
NH3
Este proceso tiene un rendimiento del 61%. Si en una fábrica utilizan 300L de H 2 y 350 L
de N2 diarios, a una temperatura de 500°C y 500 atm de presión para fabricar el amoniaco
necesario, ¿cuántos cilindros se llenarán por día? Los cilindros están a 25°C, tienen 30 L
de capacidad y una presión de 4 atm.
Respuesta:___________
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FORMULA MOLECULAR, DENSIDAD, EFUSIÓN
1. Calcule la densidad del bromuro de hidrógeno (HBr) gaseoso en gramos por litro a 733
mmHg y 46° C.
Respuesta:___________
2. Un compuesto tiene la fórmula empírica SF4. A 20° C, 0.100 g del compuesto gaseoso
ocupan un volumen de 22.1 mL y ejercen una presión de 1.02 atm. ¿Cuál es la fórmula
molecular del gas?
Respuesta:___________
3. Cierto anestésico contiene 64.9% de C, 13.5% de H y 21.o% de O en masa. A 120°C y 750
mmHg, 1.00 L del compuesto gaseoso pesa 2.30 g. ¿Cuál es la fórmula molecular del
compuesto?
Respuesta:___________
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4. Un recipiente de 2.10 L contiene 4.65 g de un gas a 1.00 atm y 27.0°C.
a) Calcule la densidad del gas en gramos por litro.
Respuesta:___________
b) ¿Cuál es la masa molar del gas?
Respuesta:___________
5. Le toma 192 segundos a un gas desconocido efundirse a través de una pared porosa y 84
segundos al mismo volumen de N2 gaseoso efundirse a la misma temperatura y presión.
¿Cuál es la masa molar del gas desconocido?
Respuesta:___________
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PRESIONES PARCIALES
1. Un matraz de 2.5 L a 15°C contiene una mezcla de N2, He y Ne a presiones parciales de
0.32 atm para N2, 0.15 atm para He y 0.42 atm para Ne.
a) Calcule la presión total de la mezcla.
Respuesta:___________
b) Calcule el volumen en litros a TPE que ocuparán el He y el Ne si el N 2 se elimina
selectivamente.
Respuesta:___________
2. Una mezcla de helio y neón gaseoso se recolectó sobre agua a 28°C y 745 mmHg. Si la
presión parcial del helio es de 368 mmHg. ¿cuál es la presión parcial del neón? (La
presión de vapor de agua a 28°C = 28.3 mmHg.)
Respuesta:___________
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18
3. Una muestra de zinc metálico reacciona completamente con un exceso de ácido
clorhídrico:
Zn(s) +
HCl(ac)
ZnCl2(ac)
+
H2(g)
El hidrógeno gaseoso generado se recoge sobre agua a 25°C. El volumen del gas es de
7.8 L y la presión es de 0.980 atm. Calcule el número de gramos de zinc consumidos en la
reacción (la presión de vapor de agua a 25°C = 23.8 mmHg).
Respuesta:___________
4. Una muestra de amoniaco gaseoso (NH3) se descompone completamente en nitrógeno e
hidrógeno gaseosos sobre lecho de hierro caliente. Si la presión total es de 866 mmHg
calcule las presiones parciales de N2 y H2.
Respuesta:___________
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5. Un gramo de N2 y un gramo de O2 se colocan en un frasco de 2 L a 27°C.
a) Calcular la presión parcial de cada gas.
Respuesta:___________
b) Calcular la presión total.
Respuesta:___________
c) La composición de la mezcla en moles por ciento.
Respuesta:___________
RETO:
I.
El oxígeno comprimido se vende en el comercio en cilindros metálicos. Si un cilindro de
120 L se llena con oxígeno a una presión de 132 atm a 22°C.Determina:
a) ¿Cuál es la masa en gramos de O2 presente?
b) ¿Cuántos litros de este gas a 1.00 atm y 22°C producirá el cilindro?
II.
Se sabe que el etileno gaseoso (C2H4) que despiden las frutas es el responsable de
maduren. Con esta información, explique por qué una penca de plátanos madura más
rápido en una bolsa de papel cerrada en un frutero.
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CALOR MOLAR DE VAPORIZACIÓN, DIAGRAMAS DE FASE
1. La presión de vapor del benceno, C6H6, es de 40.1 mmHg a 7.6°C. ¿Cuál es la presión de
vapor a 60.6°C? El calor molar de vaporización del benceno es de 31.0 kJ/mol.
Respuesta:___________
2. ¿Cuál de las siguientes propiedades indica que las fuerzas intermoleculares de un líquido
son fuertes?
a) Tensión superficial muy baja
b) Temperatura crítica muy baja
c) Punto de ebullición muy alto
d) Presión de vapor muy baja
3. ¿Cuál de los compuestos siguientes tiene mayor densidad: el SiO2 cristalino o el SiO2
amorfo? ¿Por qué?
4. De acuerdo al diagrama de fases del agua. Marque las regiones y prediga qué sucedería
si:
a) a partir de A, la temperatura se eleva a presión constante.
b) a partir de C, la temperatura se reduce a presión constante.
c) a partir de B, la presión se reduce a temperatura constante.
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RAPIDEZ DE UNA REACCIÓN
1. Escriba las expresiones de rapidez de reacción para las siguientes reacciones, en función de la
desaparición de los reactivos y de la aparición de los productos.
a) 𝑯𝟐(𝒈) + 𝑰𝟐(𝒈) → 𝟐𝑯𝑰(𝒈)
b) 𝟓𝑩𝒓−
(𝒂𝒄)
+
+ 𝑩𝒓𝑶−
𝟑 (𝒂𝒄) + 𝟔𝑯 (𝒂𝒄) → 𝟑𝑩𝒓𝟐 (𝒂𝒄) + 𝟑𝑯𝟐 𝑶(𝒍)
2. Considere la reacción
𝟐𝑵𝑶(𝒈) + 𝑶𝟐(𝒈) → 𝟐𝑵𝑶𝟐(𝒈)
Suponga que en un momento en particular durante la reacción, el óxido nítrico (NO) reacciona a
una rapidez de 0.066 M/s.
a) ¿Cuál es la rapidez de formación del NO2?
Rapidez:_____________________
b) ¿Cuál es la rapidez con la que reacciona el oxígeno molecular?
Rapidez:_____________________
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GRUPO:______________
22
3. La ley de rapidez para la reacción
−
𝑵𝑯+
𝟒 (𝒂𝒄) + 𝑵𝑶𝟐 (𝒂𝒄) →
𝑵𝟐 (𝒈) + 𝟐𝑯𝟐 𝑶 (𝒍)
−
−4
Está dada por 𝒓𝒂𝒑𝒊𝒅𝒆𝒛 = 𝒌[𝑵𝑯+
𝟒 ][𝑵𝑶𝟐 ]. A 25°C la constante de rapidez es 3.0 𝑥 10 /𝑀. 𝑠
−
Calcule la rapidez de la reacción a esta temperatura si [𝑵𝑯+
𝟒 ] = 𝟎. 𝟐𝟔 𝑴 y [𝑵𝑶𝟐 ] = 𝟎. 𝟎𝟖𝟎 𝑴.
Rapidez de reacción:________________
4. Considere la reacción
𝑨 + 𝑩 → 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒕𝒐𝒔
A partir de los siguientes datos, obtenidos a cierta temperatura, determine el orden de la
reacción y calcule la constante de rapidez:
[A] (M)
1.50
1.50
3.00
[B] (M)
1.50
2.50
1.50
Rapidez (M/s)
3.20 x 10-1
3.20 x 10-1
6.40 x 10 -1
Orden de reacción respecto a [A]:__________________________
Orden de reacción respecto a [B]:__________________________
Orden de reacción global:__________________________
Constante de rapidez (k):__________________________
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GRUPO:______________
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5. Considere la reacción
𝑨 → 𝑩
10-2
La rapidez de la reacción es 1.6 x
M/s cuando la concentración de A es de 0.35 M. Calcule
la constante de rapidez si la reacción es:
a) De primer orden respecto de A
b) De segundo orden respecto de A
Constante de rapidez (k):__________________________
Constante de rapidez (k):__________________________
6. La descomposición térmica de la fosfina (PH3) en fósforo e hidrógeno molecular es una
reacción de primer orden:
𝟒𝑷𝑯𝟑(𝒈) → 𝑷𝟒(𝒈) + 𝟔𝑯𝟐(𝒈)
La vida media de la reacción es 35.0 s a 680°C. Calcule:
a) La constante de rapidez de primer orden para la reacción.
b) El tiempo requerido para que se descomponga 95% de la fosfina.
Constante de rapidez (k):__________________________
Tiempo de descomposición:__________________________
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7. La ley de rapidez para la reacción
𝟐𝑵𝑶(𝒈) + 𝑪𝒍𝟐(𝒈) → 𝟐𝑵𝑶𝑪𝒍(𝒈)
Está dada por 𝒓𝒂𝒑𝒊𝒅𝒆𝒛 = 𝒌 [𝑵𝑶][𝑪𝒍𝟐 ].
a) ¿Cuál es el orden de la reacción?
b) Se ha propuesto un mecanismo de reacción que consta de las siguientes etapas:
𝑵𝑶(𝒈) + 𝑪𝒍𝟐(𝒈) → 𝑵𝑶𝑪𝒍𝟐(𝒈)
𝑵𝑶𝑪𝒍𝟐(𝒈) + 𝑵𝑶(𝒈) → 𝟐𝑵𝑶𝑪𝒍(𝒈)
Si este mecanismo es correcto, ¿Qué se puede concluir respecto de las rapideces
relativas de estas dos etapas?
c) Identifica los intermediarios.
a) __________________________
b) __________________________
c) __________________________
8. Se tienen los siguientes datos para la reacción entre hidrógeno y óxido nítrico a 700°C:
Experimento
1
2
3
[H2]
0.010
0.0050
0.010
[NO]
0.025
0.025
0.0125
Rapidez inicial (M/s)
2.4 x 10-6
1.2 x 10-6
0.60 x 10-6
a) Determine el orden de la reacción.
b) Calcule la constante de rapidez.
c) Proponga un mecanismo posible que esté de acuerdo con la ley de rapidez. (Ayuda:
Suponga que el átomo de oxígeno es el intermediario.)
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25
EQUILIBRIO QUÍMICO
1. Considere el siguiente proceso de equilibrio a 700°C:
𝟐𝑯𝟐(𝒈) + 𝑺𝟐(𝒈) ⇄ 𝟐𝑯𝟐 𝑺(𝒈)
Un análisis muestra que hay 2.50 moles de H2, 1.35 x 10-5 moles de S2 y 8.70 moles de H2S
contenidos en un matraz de 12.0 L. Calcule la constante de equilibrio Kc de la reacción.
Kc :__________________________
2. Considere la siguiente reacción:
𝑵𝟐(𝒈) + 𝑶(𝒈) ⇄ 𝟐𝑵𝑶(𝒈)
Si las presiones parciales de equilibrio N2, O2 y NO son de 0.15 atm, 0.33 atm y 0.050 atm
respectivamente, a 2 200°C, ¿cuál es el valor de Kp?
Constante de rapidez (k):__________________________
3. En equilibrio, la presión de la mezcla de reacción es de 0.105 atm a 350°C. Calcule Kp y Kc
para esta reacción.
𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑(𝒔) ⇄ 𝑪𝒂𝑶(𝒔) + 𝑪𝑶𝟐(𝒈)
Kc:__________________________
kp:__________________________
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26
4. Se determinaron las siguientes constantes de equilibrio para el ácido oxálico a 25°C:
−
𝑯𝟐 𝑪𝟐 𝑶𝟒(𝒂𝒄) ⇄ 𝑯+
𝒌´𝒄 = 𝟔. 𝟓 𝒙 𝟏𝟎−𝟐
(𝒂𝒄) + 𝑯𝑪𝟐 𝑶𝟒 (𝒂𝒄)
𝟐−
+
𝑯𝑪𝟐 𝑶−
𝟒 (𝒂𝒄) ⇄ 𝑯 (𝒂𝒄) + 𝑪𝟐 𝑶𝟒 (𝒂𝒄)
𝒌´´𝒄 = 𝟔. 𝟏 𝒙 𝟏𝟎−𝟓
Calcule la constante de equilibrio para la siguiente reacción a la misma temperatura:
𝑯𝟐 𝑪𝟐 𝑶𝟒(𝒂𝒄) ⇄ 𝟐𝑯+ (𝒂𝒄) + 𝑪𝟐 𝑶𝟐−
𝟒 (𝒂𝒄)
Kc:__________________________
5. Al calentar bicarbonato de sodio sólido en un recipiente cerrado se establece el siguiente
equilibrio:
𝟐𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑 (𝒔) ⇄ 𝑵𝒂𝟐 𝑪𝑶𝟑 (𝒔) + 𝑯𝟐 𝑶(𝒈) + 𝑪𝑶𝟐 (𝒈)
¿Qué le pasaría a la posición de equilibrio si a) un poco de CO2 se retirara del sistema; b) un
poco de Na2CO3 sólido se agregase al sistema; c) un poco de NaHCO3 sólido se retirase del
sistema? La temperatura permanece constante.
a) ______________________________________________________________________
b) ______________________________________________________________________
c) ______________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO:__________________________________________________
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GRUPO:______________
27
6. Seis moles de H2 y seis moles de I2 se introducen en un recipiente de tres litros a 490°C.
¿Cuáles son las concentraciones de los reactivos y producto al alcanzarse el equilibrio?
La constante de equilibrio tiene un valor de 46.10
𝑯𝟐 + 𝑰𝟐 ⇄ 𝟐𝑯𝑰
[H2]:__________________________
[I2] :__________________________
7. Para efectuar la reacción
𝑨(𝒈) + 𝟑𝑩(𝒈) ⇄ 𝟐𝑪(𝒈)
Se han introducido 4 moles de A y 8 moles de B en un recipiente vacío de un litro. Cuando se
alcanza el equilibrio, el recipiente contiene cuatro moles de C. Calcular Kc
Kc :__________________________
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28
1. Fertilizante
En una época el superfosfato triple de cal, 𝑪𝒂(𝑯𝟐 𝑷𝑶𝟒 )𝟐 fue uno de los productos comerciales
más valiosos como aditivo para los suelos. Adicionando a los suelos alcalinos, el superfosfato
triple ejercía una acción acidificante y actuaba como nutriente para las plantas a las cuales
suplía las necesidades de fósforo.
Calcular el calor estándar de reacción (ΔH°) para el 𝑪𝒂(𝑯𝟐 𝑷𝑶𝟒 )𝟐 , en la preparación del
superfosfato triple a partir del ácido fosfórico y de la roca fosfórica. (Verifica balanceo de la
reacción e interpreta el resultado).
𝑪𝒂𝟑 (𝑷𝑶𝟒 )𝟐 (𝒔) + 𝟒𝐇𝟑 𝐏𝐎𝟒 (𝐚𝐜) → 𝑪𝒂(𝑯𝟐 𝑷𝑶𝟒 )𝟐 (𝒔)
Compuesto
𝐇𝟑 𝐏𝐎𝟒 (𝐚𝐜)
𝑪𝒂𝟑 (𝑷𝑶𝟒 )𝟐 (𝒔)
𝑪𝒂(𝑯𝟐 𝑷𝑶𝟒 )𝟐 (𝒔)
𝜟𝑯°𝒇 = 𝒌𝒄𝒂𝒍/𝒎𝒐𝒍
-306.2
-986.2
-744.4
ΔH°reac :__________________________
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2. Gangrena por el gas
La gangrena de gas se produce a causa de la infección de los tejidos que rodean una herida
por ciertas bacterias anaerobias que se desarrollan con más facilidad en la parte profunda de
los tejidos que no reciben aire. Los factores que hacen propicia la invasión de los tejidos por
estos bacilos consisten en: mala circulación local, la cual se debe a la presión ejercida por
cuerpos extraños (piezas artificiales o torniquetes); presencia de cuerpos metálicos u orín;
revestimiento o suciedad en la herida y presencia de tejidos gangrenosos o hemorragia. La
infección es necrótica y se extiende rápidamente, está acompañada de edemas e infiltración
gaseosa de los tejidos.
La gangrena de gas sucede frecuentemente en heridas grandes con notable destrozo de los
tejidos y de manera-especial en fracturas abiertas o complicadas. El organismo más
comúnmente encontrado en las infecciones producidas por gangrenas de gas es el Bacillus
Welchii. Estos cuerpos se hallan normalmente en el tracto intestinal y se encuentran en el
suelo. El tratamiento de esta infección debe ser rápido y energético. Lo más importante es la
extirpación total de todo el tejido muerto. A menudo se hace necesaria la amputación cuando
las extremidades están contaminadas.
Los organismos que producen la gangrena de gas producen una toxina que destruye el tejido,
especialmente el tejido muscular y sueltan un gas por la fermentación del “azúcar de los
músculos”. Dicho proceso de fermentación puede describirse mediante la siguiente ecuación:
𝑩𝒂𝒄𝒊𝒍𝒍𝒖𝒔 𝑾𝒆𝒍𝒄𝒉𝒊𝒊
𝑪𝟔 𝑯𝟏𝟐 𝑶𝟔 (𝒔) →
𝑪𝟐 𝑯𝟓 𝑶𝑯(𝒍) + 𝑪𝑶𝟐 (𝒈)
Calcule el cambio estándar de entalpía en kcal/mol y J/mol de azúcar, para le reacción de
fermentación que ocurriría en una parte del músculo infectada por el Bacillus Welchii. (Verifica
balanceo de la reacción e interpreta el resultado).
Compuesto
𝑪𝟔 𝑯𝟏𝟐 𝑶𝟔 (𝒔)
𝑪𝟐 𝑯𝟓 𝑶𝑯(𝒍)
𝑪𝑶𝟐 (𝒈)
𝜟𝑯°𝒇 = 𝒌𝒄𝒂𝒍/𝒎𝒐𝒍
-300.0
-66.4
-94.0
ΔH°reac :__________________________
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3. Octano
Los motores de combustión interna son muy ineficientes aprovechadores del combustible. Los
combustibles hidrocarbonados, como las mezclas que se conocen con el nombre de
“gasolinas” sólo son convertidas parcialmente en sus productos de oxidación. Esta ineficiencia
produce dos resultados. El tubo de escape (exhosto) emite productos de combustión
incompleta, como el monóxido de carbono; y se genera menos energía de la que debiera
producirse si la combustión fuera completa.
a) Calcular el calor de reacción de 1 galón (2,659 g) de octano en una combustión
incompleta que puede representarse por:
𝑪𝟖 𝑯𝟏𝟖 (𝒍) + 𝟏𝟎 𝑶𝟐 (𝒈) → 𝑪(𝒔) + 𝟑 𝑪𝑶(𝒈) + 𝟒 𝑪𝑶𝟐 (𝒈) + 𝟗 𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
Compuesto
𝑪𝟖 𝑯𝟏𝟖 (𝒍)
𝑪𝑶(𝒈)
𝑪𝑶𝟐 (𝒈)
𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
𝜟𝑯°𝒇 = 𝒌𝒄𝒂𝒍/𝒎𝒐𝒍
- 49.8
- 26.42
- 94.05
- 57.86
ΔH°reac :__________________________
b) Escribir la ecuación balanceada para la combustión completa del octano 𝑪𝟖 𝑯𝟏𝟖 (𝒍) con
producción de 𝑪𝑶𝟐 (𝒈) y 𝑯𝟐 𝑶(𝒈) y calcular el calor de combustión de 1 galón (2, 659 g) de
octano.
ΔH°reac :__________________________
c) Compara los resultados de la energía liberada en la combustión completa y en la
incompleta y concluye.
Conclusión: ___________________________________________________________________
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4. El trinitrotolueno (TNT) es un poderoso explosivo bien conocido. A diferencia de la
nitroglicerina, el TNT no es muy sensible a los choques y por consiguiente puede ser usado
para granadas de cañón que las disparan mediante cargas explosivas. De hecho es tan difícil
que explote el TNT que hay necesidad de usar aditivos activadores además de detonadores
químicos del tipo de la azida de plomo Pb(N3)2. La explosión del TNT puede representarse así:
𝟐𝑪𝟕 𝑯𝟓 (𝑵𝑶𝟐 )𝟑 (𝒔) → 𝟕𝑪(𝒔) + 𝟕𝑪𝑶(𝒈) + 𝟑𝑵𝟐 (𝒈) + 𝟓𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
¿Cuánto calor se genera por la detonación de 5 lb (1 lb = 454 g) de TNT?
Compuesto
𝑪𝟕 𝑯𝟓 (𝑵𝑶𝟐 )𝟑 (𝒔)
𝑪𝑶(𝒈)
𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
𝜟𝑯°𝒇 = 𝒌𝒋/𝒎𝒐𝒍
- 67.0
-110.5
-241.8
ΔH°reac :__________________________
5.
Calcula el cambio de entropía en el sistema de reacción cuando el grafito reacciona con
oxígeno e hidrógeno para formar etanol, a 25°C.
Compuesto
𝑪(𝒈𝒓𝒂𝒇𝒊𝒕𝒐)
𝑪𝟐 𝑯𝟓 𝑶𝑯(𝒍)
𝑯𝟐
𝑶𝟐
𝑺° = 𝑱/𝑲. 𝒎𝒐𝒍
𝑪(𝒈𝒓𝒂𝒇𝒊𝒕𝒐) + 𝑶𝟐 + 𝑯𝟐 → 𝑪𝟐 𝑯𝟓 𝑶𝑯(𝒍)
5.69
161.0
131.0
205.0
ΔS°sist : __________________________
Con ayuda del ΔH° de esta reacción, calcula el cambio de entropía de los alrededores durante el
proceso. ΔH°f etanol = -276.98 kJ/mol
ΔH°alred : __________________________
Indica si la reacción para obtener etanol es un proceso espontáneo o no espontáneo.
ΔG°reac :__________________________
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6.
Calcule ΔS° para la siguiente reacción a 25°C:
𝑯𝟐 (𝒈) + 𝑪𝒖𝑶(𝒔) → 𝑪𝒖(𝒔) + 𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
Compuesto
𝑯𝟐 (𝒈)
𝑪𝒖𝑶(𝒔)
𝑪𝒖(𝒔)
𝑯𝟐 𝑶(𝒈)
𝑺° = 𝑱/𝑲. 𝒎𝒐𝒍
131.0
100.8
33.3
188.7
ΔS°reac :__________________________
7.
Calcule ΔG para la siguiente reacción a 25°C
𝟐𝑪𝟐 𝑯𝟐(𝒈) + 𝟓𝑶𝟐 (𝒈) → 𝟒𝑪𝑶𝟐(𝒈) + 𝟐𝑯𝟐 𝑶 (𝒍)
Compuesto
𝑪𝟐 𝑯𝟐(𝒈)
𝑪𝑶𝟐(𝒈)
𝑯𝟐 𝑶(𝒍)
𝜟𝑮°𝒇 = 𝒌𝑱/𝒎𝒐𝒍
209.2
-394.4
- 237.2
ΔG°reac :__________________________
8. Prediga si el cambio de entropía es positivo o negativo para cada uno de los siguientes
procesos y justifique su predicción.
a) 𝑯𝟐 𝑶(𝒈) → 𝑯𝟐 𝑶(𝒍)
b) 𝑯𝟐 (𝒈) → 𝟐𝑯(𝒈)
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