Química - Cepech

Ejercicios PSU
1.
“En un sistema, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, en otras palabras, la
energía del universo siempre se mantiene constante.
El texto anterior corresponde a un(a)
A)ley.
B)teoría.
C)hipótesis.
2.
D)conclusión.
E)problema.
La siguiente reacción
CO + H2O → CO2 + H2
puede clasificarse como
A)endotérmica.
B)exotérmica.
C)endergónica.
3.
∆H = −78 kcal/mol
Programa Electivo Ciencias Básicas
Nº
Química
GUÍA PRÁCTICA
Termodinámica I: conceptos
básicos y tipos de reacción
D)exergónica.
E)catalítica.
¿Cuál de los ejemplos dados a continuación constituye un cambio físico?
Ebullición de agua
Incendio forestal
Baranda oxidada
Combustión de gas
Incineración de hojas
GUICEL005QM11-A16V1
A)
B)
C)
D)
E)
Cpech
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Ciencias Básicas Electivo Química
4.
¿Cuál(es) de las reacciones dadas a continuación se clasifica(n) como endotérmica(s)?
I) C (grafito) + O2 (g)
II) 2 H2 + O2
III)CH4 + 2 O2
A)
B)
C)
5.
7.
¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es (son) correcta(s) con respecto a las reacciones
exotérmicas?
I)
II)
III)
El calor contenido en los reactantes es mayor que el de los productos.
Presentan un ∆H negativo.
Se libera energía calórica durante el proceso.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y III
I, II y III
Un instrumento muy utilizado para medir las variaciones de energía y la entalpía en una reacción
química se denomina
D)manómetro.
E)colorímetro.
La variación de la energía interna dentro de una reacción, que ocurre a presión y volumen
constantes, se conoce como
A)
B)
C)
D)
E)
2
Solo I y II
I, II y III
de formación de sustrato.
de desaparición de reactantes.
limitante de la reacción.
donde se consume el catalizador.
de formación de enlaces.
A)calorímetro.
B)espectrómetro.
C)termómetro.
8.
D)
E)
∆H = -94,1 kcal/mol
∆H = -133,0 kcal/mol
∆H = +79,0 kcal/mol
La energía de activación, fundamental para todo proceso químico, se puede asociar a la etapa
A)
B)
C)
D)
E)
6.
Solo I
Solo II
Solo III
→ CO2 (g) → 2 H2O → CO2 + 2 H2O Cpech
cambio de entropía.
reacción exotérmica.
cambio de entalpía.
reacción endotérmica.
energía de activación.
GUIA PRÁCTICA
9.
Un sistema cerrado es aquel que
A)
B)
C)
D)
E)
intercambia materia y energía con su entorno.
intercambia materia con su entorno.
intercambia energía con su entorno.
no intercambia ni materia ni energía con su entorno.
realiza trabajo sobre su entorno.
10. Cuando una variable es considerada una función de estado, podemos esperar que describa
I)
II)
III)
la diferencia entre el estado del sistema al inicio y al final del proceso.
la trasformación para cada momento de la transición al equilibrio.
solo el estado de equilibrio del sistema.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
solo I y III.
11. Con respecto al trabajo, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
es una función de estado.
no es función de estado.
depende del camino recorrido.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y III
Solo II y III
12. La siguiente reacción termodinámica
A + B → C + D + Energía
se puede clasificar como
A)endotérmica.
B)exotérmica.
C)endergónica.
D)exergónica.
E)física.
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Ciencias Básicas Electivo Química
13. Según la primera ley de la termodinámica, la energía
I)
II)
III)
se acaba una vez que se transfiere al entorno.
se transfiere entre el sistema y su entorno.
total de un sistema aislado siempre se conserva.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y III.
solo II y III.
14. Un sistema es considerado adiabático cuando es incapaz de intercambiar con el medio
I) materia.
II) calor.
III)trabajo.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
solo II y III.
15. Distintos estados de la materia para una misma sustancia se caracterizarán por siempre presentar
I)
II)
III)
diferencias en sus propiedades físicas.
uniformidad en sus características químicas.
diferencias macroscópicas entre fases.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
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solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
I, II y III.
GUIA PRÁCTICA
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
Comprensión
2
Comprensión
3
Comprensión
4
Comprensión
5
Reconocimiento
6
ASE
7
Reconocimiento
8
Reconocimiento
9
Reconocimiento
10
ASE
11
Comprensión
12
Comprensión
13
Comprensión
14
Reconocimiento
15
Comprensión
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Ciencias Básicas Electivo Química
Resumen de contenidos
Termodinámica
Es el área de estudio de las transferencias y transformaciones de energía. Estas pueden tener varias
manifestaciones, de las cuales las más estudiadas son aquellas en forma de calor y en forma de
trabajo. Estas transferencias energéticas pueden dar lugar a cambios físicos o químicos. Los cambios
físicos son aquellos en los que la materia finalmente no ha cambiado su identidad, respecto de un
estado inicial arbitrario; su naturaleza es la misma. Tan solo ha cambiado su estado, forma, tamaño,
lugar o velocidad.
Para los cambios químicos, la naturaleza o identidad de la materia sí se ve alterada, dando lugar
a reordenamientos en sus componentes. Tal es el caso de las reacciones químicas, donde ocurren
fenómenos de combustión, oxidación y descomposición. La forma precisa de expresar un cambio
químico es a través de una ecuación química. En ella, las sustancias que intervienen en el cambio, en
el estado inicial, se llaman reactantes y tras el cambio, al final, se llaman productos.
Sistema termodinámico
Se denomina sistema termodinámico a la porción del universo
que es objeto de estudio. Posee límites fijados por el observador
que lo separan del entorno. Cuando se habla de universo en
termodinámica, se habla de la simple reunión del sistema y el
entorno.
La termodinámica estudia las transferencias de energía como
calor y trabajo que acompañan a los cambios químicos en el
sistema estudiado, tomando en cuenta únicamente el estado
inicial y final. Los aspectos más relevantes que caracterizan un
sistema son sus variables de estado.
ENTORNO
SISTEMA
Entorno + Sistema = Universo
Variables de estado
Son las condiciones que describen un sistema; magnitudes macroscópicas observables y medibles,
entre dos estados, inicial y final. Las más comunes son temperatura, presión, volumen y cantidad de
sustancia. Una magnitud macroscópica es aquella donde se considera una gran cantidad de átomos y
moléculas; el conjunto, no de una en una.
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GUIA PRÁCTICA
Funciones de estado
Son variables termodinámicas que, para cada estado definido del sistema, adoptan un valor único y
definido, sin importar los cambios intermedios que haya sufrido el sistema hasta llegar a ese estado
final.
Las funciones de estado se relacionan entre sí mediante las ecuaciones de estado. Una función de
estado muy conocida por nosotros es la ecuación de los gases ideales, que tiene la forma
P·V=n·R·T
Por otro lado, un sistema se encuentra en equilibrio termodinámico cuando las variables de estado se
mantienen constantes en el tiempo.
Tipos de sistema
En general, se estudian tres tipos de sistema: abierto, cerrado y aislado.
Se considera un sistema abierto aquel donde existe un intercambio de
energía, además de materia, entre el sistema y el entorno. Por ejemplo,
una taza de café caliente que al tomarla en las manos les transfiere calor
(energía) y sufre evaporación en su superficie (transfiere materia, en forma
de vapor de agua, al entorno).
Se considerara un sistema cerrado aquel donde hay intercambio de
energía, pero sus límites no permiten la transferencia de materia. Por
ejemplo, un termómetro, que al entrar en contacto con un cuerpo más
caliente sufre una dilatación (aumento de volumen) del mercurio en su
interior al ser transferido calor al material (energía), sin que este escape al
exterior (no hay transferencia de materia al entorno).
Un sistema aislado es aquel donde no hay transferencia ni de energía ni de
materia, dado por un límite que permita esas condiciones. Tal es el caso de un
termo ideal, donde el agua está contenida en su interior (no hay transferencia de
materia) y no experimenta disminuciones de temperatura (no hay transferencia de
calor).
Primer principio de la termodinámica
Establece que “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, también dice que “si un
sistema recibe calor del medio y realiza un trabajo adicional, la diferencia entre ambos procesos se
utiliza para generar una variación de energía interna del sistema (ΔU)”
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Ciencias Básicas Electivo Química
La energía interna es una función de estado, esto implica que no puede conocerse su valor absoluto,
sino solo la variación que experimenta entre el estado inicial y el final del sistema. Su expresión
matemática es
ΔU = Q – W
Durante una reacción química, la transferencia de calor puede hacerse a
•
Volumen constante: ΔU = Q – W = Q – PΔV = QV
•
Presión constante: ΔU = Q – W = QP – PΔV
Entalpía
Se define la entalpía de un sistema, H, mediante la siguiente expresión
H = U + pV
Donde H es, al igual que la energía interna, una función de estado, es decir, su variación en un proceso
solo depende de los estados inicial y final, y no del camino seguido durante el cambio; p es la presión
del sistema y V su volumen. U es otra forma de conocer la energía interna.
Calor de reacción
Se define como la diferencia entre la suma de las entalpías de los productos y la suma de las entalpías
de los reactivos, a una determinada temperatura. Por tanto,
ΔH = Σ Hproductos – Σ Hreactivos
Si la presión es la atmosférica y la temperatura 298 K (condición estándar), se simboliza ∆H°.
Calorimetría
En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos
físicos y químicos se miden con un calorímetro, recipiente
cerrado y diseñado específicamente para este propósito.
El estudio de la calorimetría, es decir, la medición de los
cambios de calor, depende de la comprensión de los
conceptos de calor específico y capacidad calorífica.
Regulador
de presión
Termómetro
Reacción
Aislante
Diagrama de bomba calorimétrica
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