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Guía de Estudio
ICQ030 Fundamentos de Química
Unidad 1: Conceptos Generales
1. El tiempo transcurrido desde que los primeros animales habitaron el mundo,
sobre tierra seca, es de unos 12.000.000.000.000.000 segundos. Expresar este
tiempo como potencia de diez con una sola cifra, ¿cuál es el orden de magnitud?
2. Una situación habitual es que los volúmenes de distintos líquidos, con los que
tenemos contacto a diario, se expresan habitualmente en unidades diferentes. Por
ejemplo, la cuenta del agua potable se expresa en metros cúbicos (m 3), las
bebidas gaseosas en litros (L) y la leche, en centímetros cúbicos (cm 3 o cc).
Ordena los siguientes volúmenes de menor a mayor: (a) 1 m3 de agua, (b) 1.000
cm de agua y (c) 100 L de agua.
3. El litio es un elemento cuyo volumen es 9,85 Å 3, si se supone que es esférico.
Expresar este volumen en cm3, mm3, mL, m3 y calcular su radio atómico.
4. Un cubo de aluminio de 15 cm de lado tiene una masa de 8.775 kg. ¿Cuál es la
densidad del aluminio? Exprésala en kg/m3 y g/cc.
1
Unidad 2: Modelos Atómicos y Configuración Electrónica
1. Llene los espacios vacíos del siguiente cuadro:
?
Protones
?
?
56
53
27
Neutrones
Electrones
42
Número Másico
60
100
2. Describa las características de un orbital s, un orbital p y un orbital d. De los
siguientes orbitales, cuáles no existen: 1p, 2s, 2d, 3p, 3d, 3f, 4g.
3. Dados los valores de números cuánticos: (4, 2, 3, -½); (3, 2 1, ½); (2,0, -1, ½); y
(1, 0, 0, ½):
a. Indique cuáles de ellos no están permitidos ¿Por qué?
b. Indique el nivel y el orbital en el que se encontrarían los electrones definidos
por los valores de los números cuánticos permitidos.
4. Cuando el número cuántico l es igual a 2:
a. ¿Con qué letra se designa este tipo de orbitales?
b. ¿Cuál es el valor mínimo de n cuando l vale 2?
c. Para un determinado valor de n, ¿cuántos orbitales tienen el número
cuántico l=2?
5. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas es correcta para el fósforo
(Z=15)? ¿Por qué es incorrecta cada una de las otras?
a. [Ne] [ ][ ][ ][ ]
b. [Ne] [ ][ ][ ][ ]
c. [Ne] [ ][ ][ ][ ]
d. [Ne] [ ][ ][ ][ ]
6. El ión positivo X2+ de un elemento X tiene la siguiente configuración electrónica:
[Ar] 4s2
a. ¿Cuál es el número atómico del elemento X?
b. ¿Cuál será la configuración electrónica de su ión X+3?
c. En este último caso, indique ¿cuáles serán los valores de los cuatro
números cuánticos del último electrón?
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Unidad 3: Tabla Periódica de los Elementos
1. Cómo cambian los tamaños de los átomos conforme nos movemos:
a. De izquierda a derecha en una fila de la tabla periódica.
b. De arriba hacia abajo en un grupo de la tabla periódica
2. Ordene de mayor a menor según sus radios a los siguientes átomos:
a. 9F, 13Al, 15P, 17Cl
b. 7N, 8O, 11Na, 13Al
3. Responda de acuerdo a la siguiente tabla:
IA
IIA
…
M
VIA
VIIA
L
P
N
a. El elemento que presenta el mayor radio atómico es ____.
b. El elemento M presenta ____ electrones de valencia.
c. Los elementos ___ y ___ presentarán configuración electrónica terminal s 1.
d. El elemento ____ es el más electronegativo.
e. El elemento que presenta mayor tendencia a formar cationes es ____.
f. El elemento ____ presenta mayor cantidad de electrones de valencia.
4. Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a. El neón y O-2 tienen la misma configuración electrónica.
b. El neón tiene una energía de ionización menor que el O -2.
5. Un átomo X tiene la siguiente configuración electrónica:
1s22s22p63s23p64s23d104p65s1. Explica, razonablemente, si las siguientes frases
son correctas:
a. X se encuentra en su estado fundamental.
b. X pertenece al grupo de los metales alcalinos.
c. X pertenece al periodo 5° del sistema periódico.
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Unidad 4: Enlaces e Interacciones Químicas
1. Cuatro elementos se designan arbitrariamente como A, B, C y D. Sus
electronegatividades se muestran en la tabla siguiente:
Elemento
A
B
C
D
Electronegatividad 3,0 2,8 2,5 2,1
Si se forman las moléculas AB, AC, AD y BD, indique el tipo de enlace en cada
una. Justifique.
2. A partir de los elementos A y B, cuyas configuraciones electrónicas son
1s22s2sp2 y 1s22s22p63s23p5, respectivamente:
a. Explique la posible existencia de las moléculas AB, B2 y AB4.
b. Justifique la geometría de la molécula AB4.
c. Discuta la existencia o no de momento dipolar en AB4.
3. En función del tipo de enlace, explique porqué:
a. El NH3 tiene un punto de ebullición más alto que el CH4.
b. El KCl tiene un punto de ebullición más alto que el CH 4.
c. El CH4 es insoluble en agua y el KCl es soluble.
4. Escribe las estructuras de Lewis de los siguientes compuestos, e indica cargas
formales en los compuestos que sea necesario:
a. HCl
b. N2
c. NH2
d. H2O2
e. BF4f. SO32g. CH3NH2
5. ¿Por qué la molécula BI3 es apolar si los enlaces B-I son polares?
6. Dadas las especias químicas Cl2, HCl y CCl 4.
a. Indique el tipo de enlace que existirá en cada una.
b. Justifique si los enlaces están polarizados.
c. Razone si dichas moléculas serán polares o apolares.
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Unidad 5: Nomenclatura básica
1. Complete el siguiente cuadro según corresponda:
Cl+3
Br+4
Mn+7
Fórmula
SO2
Al2O3
Cu2O
O-2
Cl2O3
N°
Oxidación
O
S
O
Al
O
Cu
Fórmul
a
AlH3
FeH2
Nombre
Trióxido de dicloro
Nomenclatura Sistemática
N. Sistemática
Fórmula
N. Sistemática
Dihidruro de plomo
Dihidruro de calcio
Floruro de litio
Bromuro de cobre
NaCl
CuCl2
H-1
Nombre
Al+3
Cu+1
Cl-1
F-1
2. Nombra los siguientes compuestos hidróxidos:
a. CuOH
: __________________________________
b. NaOH
: __________________________________
c. Fe(OH)3
: __________________________________
3. Formular los siguientes compuestos:
a. Hidróxido de plomo (IV)
:___________
b. Dihidróxido de cadmio
:___________
4. Dadas las siguientes fórmulas, dar las nomenclaturas correspondientes e
indicar si se trata de óxidos ácidos o básicos, hidruro, oxácidos o hidrácidos:
a. H2S
:_____________________________________________
b. HClO3
:_____________________________________________
c. NiO
:_____________________________________________
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Unidad 6: Soluciones y sus propiedades
1. ¿Cuál de los apartados que se citan contienen ocho átomos?
a. Un mol de C2H6
b. Una molécula de C2H6
c. 30g de C2H6
d. 4,99x10-23g de C2H6
2. Efectuar las siguientes conversiones:
a. 5g de Na2SO4/L en Molaridad
b. 20mg de CuSO4/mL en Molaridad
c. NaCl al 5% en peso en Molalidad.
d. NaCl 1m en porcentaje en peso.
3. El ácido clorhídrico concentrado tiene una concentración de 37% en peso de
HCl y una densidad de 1,184g/cc. Calcular molaridad y molalidad.
4. Una disolución con un volumen final de 500mL se preparó disolviendo 25mL de
metanol (d=0,7914g/mL) en cloroformo. Calcular la molaridad del metanol. Si la
disolución resultante tiene una densidad de 1,454 g/mL, ¿cuál es la molalidad
del metanol?
5. ¿Qué volumen de ácido sulfúrico comercial de densidad 1,836 g/mL y con una
riqueza el 98% (p/p) hace falta para preparar una disolución de 500 mL de ácido
sulfúrico 0,1 M.
6. La presión de vapor sobre el agua pura a 120 °C es 1480 mmHg. Si se sigue la
Ley de Raoult, ¿qué fracción de etilenglicol debe agregarse al agua para reducir
la presión de vapor de este solvente a 760 mmHg?
7. Calcule el punto de ebullición de una solución que contiene 100 g de sacarosa
C12H22O11 en 500 g de agua. Datos Kb= 0,516 °C/molal.
8. El punto de congelación de la disolución obtenida al disolver 15,0 gramos de
alcohol etílico, C2H5OH, en 750 gramos de ácido fórmico es 7,20 ºC. El punto
de congelación del ácido fórmico puro es 8,40 ºC. Evalúe Kc para el ácido
fórmico.
9. La urea (CON2H4) es un producto del metabolismo de las proteínas de los
mamíferos. Calcula la presión osmótica de una solución acuosa que contiene
2,02 g de urea en 145 mL de solución a 20 ºC.
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Unidad 7: Estequiometría de las reacciones químicas
1. Calcule la composición centesimal de MgO y Fe2O3.
2. ¿Cuántos moles de CH3OH hay en 80g del mismo?
3. Se tienen 100g de Li 2O y CaO. ¿Cuál tiene el mayor peso de oxígeno y el
menos número de átomos?
4. Se analizan por combustión 29,00 g de un Hidrocarburo (formado sólo por
Hidrógeno y Carbono), obteniéndose 88,00 g de CO2 y 45,00 g de H2O. Hallar:
a. La fórmula empírica.
b. La composición porcentual.
c. Si 0,35 moles del compuesto equivalen a 20,30 g, determine su fórmula
molecular.
5. Ajuste las siguientes ecuaciones:
a. FeS + O2 → Fe2O3 + SO2
b. NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
6. Dada la siguiente ecuación química: Al + HCl → AlCl3 + H2. Calcular la
cantidad de H2, cuando se hace reaccionar 3,0 mol de Al con 4,0 mol de HCl.
7. ¿Qué peso de CaO se obtendría por descomposición térmica de 2 moles de
CaCO3? CaCO3 → CaO + CO2.
8. Dada la siguiente reacción química: Ca(OH)2 + 2 SO2 → Ca(HSO3)2
Determine la masa en g, de sulfito ácido de calcio obtenida al hacer reaccionar
4,8 g de hidróxido de calcio con 52,4 g de dióxido de azufre.
9. Al calentar sulfuro de hierro (II) en oxígeno gaseoso se produce oxido de hierro
(III) y dióxido de azufre. Determine la masa de óxido de hierro (III) producido al
hacer reaccionar 240 g de sulfuro de hierro (II) de 87.2 % de pureza en exceso
de oxigeno: FeS + O2 → Fe2O3 + SO2.
10.
Calcular el rendimiento de un experimento en el que se obtuvieron 3,43 g
de SOCl2 mediante la reacción de 2.50 g de SO2 con un exceso de PCl 5, esta
reacción tiene un rendimiento teórico de 5,64 g de SOCl2:
SO2(l) + PCl5(l) →SOCl2(l) + POCl3(l).
11. Al calentar el clorato de potasio se descompone en cloruro de potasio y
oxígeno. Si al calentar 234 ton de clorato de potasio se obtuvo 120 ton de
cloruro de potasio, determine el rendimiento de la reacción.
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Unidad 8: Gases y sus propiedades
1. Una muestra de gas ocupa 20 L a una presión de 2 atm. ¿Cuál será su volumen
si la presión aumenta a 3,5 atm? Suponiendo que el gas está en condiciones
isotérmicas.
2. Cierta cantidad de un gas tiene un volumen de 5 litros a -73 °C. ¿Cuál será su
volumen a 27 °C si no ha cambiado la presión?
3. Un balón de 2 L contiene N2(g) y vapor de agua, H2O(g), a 184ºC. Si la presión
total del sistema es de 10 atm y la presión parcial de N2 es de 4,5 atm.
Determine el número de gramos de N2 y H2O que hay en el balón.
4. La densidad de cierto gas es 1,43 g/L en condiciones normales. Determinar su
densidad a 17ºC y 700 mmHg.
5. Un gas A tiene una densidad de 2,905 g/L a 25ºC y 1 atm de presión. Calcule el
peso molecular del gas y la densidad del mismo a 10ºC y 798 mmHg.
6. Un estudiante llenó en el laboratorio un recipiente de 250 mL con un gas
desconocido, hasta que obtuvo una presión de 760 torr. Se halló que la muestra
de gas pesaba 0,164 g. Calcule la masa molecular del gas si la temperatura en
el laboratorio era de 25 °C.
7. En un reactor de 5 L se encierra 11 g de propano gaseoso (C 3H8), 6,4 g de
oxígeno y 2,8 g nitrógeno a 25°C. Calcule la presión total del sistema y la
presión parcial de cada gas.
8. Calcule la densidad del aire a nivel del mar si este está formado en un 21% en
volumen de O2 y el resto de N2 cuando la temperatura es de 25°C y la presión
de una atmósfera. Calcule la presión parcial del oxígeno en estas condiciones.
9. El bicarbonato de sodio se descompone según:
NaHCO3(s) → NaOH(s) + CO2(g)
Si se recogen 412 mL de CO2 a 56 ºC y 897 mmHg, ¿cuál es el porcentaje de
bicarbonato de sodio (PM = 84 g/mol) descompuesta si la cantidad inicial del
mismo era 2,0 g?
10.
Sean dos depósitos de igual volumen A y B. En el depósito A hay monóxido
de carbono gaseoso a una presión y temperatura. En el depósito B hay dióxido
de carbono gaseoso a la misma presión y el doble de temperatura que A. ¿En
qué depósito hay más moles?
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Unidad 10: Comportamiento ácido-base de las soluciones
1. Escribir las expresiones de KC para los siguientes equilibrios químicos:
a. 2NO(g) + Cl2 (g) → 2NOCl (g)
b. 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(g)
2. Para el equilibrio: H2(g) + CO2(g) → H2O(g) + CO(g), la Kc= 4,4 a 2000 K. Si se
introducen simultáneamente en un reactor de capacidad de 1 Litro, 1 mol de H2,
1 mol de CO2 y 2 moles de H2O. En base a esta información determine:
a. Las concentraciones de reactivos y productos en el equilibrio.
b. La constante Kp.
3. Calcular el pOH de una solución 0,45 M de KOH.
4. Calcular el pH de una disolución de HNO3 de concentración 0,21x10-4 M.
5. Calcular el pH de una disolución de HCl 0,02x10-6 M.
6. Calcular el pH de una solución de NaOH preparada a partir de 20 mL de una
solución concentrada de NaOH al 58 % p/p (d= 1,07 g/mL) y completada con
agua hasta un volumen de medio litro.
7. Para una solución en concentración 0,010 M de ácido fórmico HCOOH cuya
constante de equilibrio es Ka= 1,8×10-4. HCOOH → H+ + HCOOCalcular:
a. La concentración de [H+] y el pH.
b. El porcentaje de disociación del ácido.
10.
A 25ºC una solución de una base (BOH), cuyo peso molecular es 19,8
g/mol, contiene 1 g de este compuesto por medio litro y está ionizado en un 5%.
Calcular:
a. La concentración de iones en el equilibrio.
b. La constante de basicidad a esta temperatura.
c. pH y pOH de la disolución.
11.
Determine el grado de disociación (% disociación) de una disolución de
ácido nitroso HNO2 de concentración 0,30 mol/L, además calcule el pH de la
disolución. KHNO2 = 4x10-4.
HNO2 → H+ + NO2
12.
Se dispone de un buffer formado por una solución de 200 mL de CH 3COOH
0,2 M (ácido) y 200 mL de CH3COONa 0,3 M (sal). Sabiendo que pKa=4,75.
Calcular el pH del buffer.
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