La guía de estudio para el examen final de Química IV área I

QUÍMICA IV ÁREA I
CICLO 2014-2015
GUÍA PARA EL EXAMEN FINAL
Guía II° periodo de evaluación
La guía de estudio para el examen final de Química IV área
I, comprende los ejercicios realizados en cada una de las guías
que por periodo de evaluación entregaron para tener derecho al
examen correspondiente.
A continuación se presentan las guías a desarrollar por si te
falta alguna de ellas.
TERMOQUÍMICA
I. Diseña un sistema termodinámico (diferente al que se vio en clase)
indicando lo que a continuación se te pide:
a)
b)
c)
d)
e)
Tipo de sistema:______________
Límites o fronteras del sistema:
Estado inicial del sistema
Cambio de sistema
Proceso
II. El orden en las transformaciones de energía
a) Al encender una lámpara de pilas es:
b) Explica brevemente si es importante “generar” energía y controlar el
“consumo” de energía
III. Marca con un círculo la respuesta correcta, de las siguientes preguntas.
1. Un sistema cerrado es aquel que con sus alrededores no puede
intercambiar:
a) energía
b) Trabajo
c)masa
d) calor
e) entropía
2. Un proceso donde no se aplica ni se libera calor del sistema se dice que
es:
a) Isocórico
b) Estable
c) Adiabático
d) Isotérmico
e) Isobárico
3. En una gráfica de presión contra volumen se muestra la expansión
reversible de un gas desde el estado inicial hasta el estado final. El
área bajo la curva PV corresponde a:
a) Trabajo
b) Calor
d) Temperatura
e) Entalpía
c)Entropía
4. Aquellas propiedades termodinámicas que solo dependen del estado
inicial y del final y que son independientes de la trayectoria seguida entre
sus estados son:
a) De trayectoria
b) De estado
c) Inexactas
d) De trabajo
e) De calor
5. La medida del desorden de las moléculas de un sistema recibe el
nombre de.
a) Energía
b) Entalpía
d) Entropía
e) Presión
6. En el proceso de congelación del agua:
a) la masa cambia
b) el volumen se mantiene
constante
d) se efectúa un
proceso adiabático
e) la energía libre es igual
a la entalpía.
c) Trabajo
c)la entropía
disminuye
7. Si para cierta reacción química se obtiene un valor del Δ S negativo, esto
significa que:
a) Las condiciones de b) Se requiere de gran
reacción no son
cantidad de energía para
óptimas para que se que ocurra
efectúe
d) La reacción química
está en un estado de
equilibrio
e) la reacción química se
efectúa pero con suministro de
trabajo
c) Las condiciones
de reacción son
óptimas y ocurre
espontáneamente
8. Para la reacción de descomposición térmica del carbonato de calcio se
puede afirmar que:
CaCO3
(s)
a) ΔH y ΔS son
positivas
CaO(s) + CO2 (g)
b) ΔH es positiva y Δ G es
positiva
c) ΔH es positiva
y
ΔG es positiva
d) ΔG siempre es
negativa
e)
ΔG siempre es positiva
9. Calcula el Δ H para la reacción 2CO(g) + O2(g)
2CO2(g) si se
sabe que: ΔH(f) CO(g) = - 110.5 KJ/mol
ΔH(f)CO2(g) = - 393.7 KJ/mol
10.Utilizando la ley de Hess calcula el calor de hidrogenación del etileno para
obtener etano si se sabe que:
Pt
CH2=CH2(g) + H2(g)
CH3-CH3(g)
CH2=CH2(g) + H2(g) + 7/2 O2(g)
Δ H=_______
2CO2(g) + 3H2O(l)
Δ H= -1696.61
KJ
2CO2(g)
+ 3H2O(l)
CH3-CH3(g)
+ 7/2 O2(g)
Δ H=1559.8 K
11.En una reacción espontánea a cualquier temperatura.
a) Δ G es cero
d) Δ G siempre es
igual a Δ H
b) Δ G es negativa
c) Δ G es positiva
12. Para la reacción O2(g) + 2Cu(s)
incisos es correcto?
2CuO(s) ¿cuál de los siguientes
a) la reacción no es
espontánea
b) la entropía aumenta
c) la reacción es
espontánea
d) la entropía se
mantiene constante
e) la entropía disminuye
13.- La variable que no es función de estado, ni propiedad de un sistema
es:
a) la presión
b) la energía
d) el calor
e) la temperatura
c) presión y
trabajo
14.- Un sistema es enfriado y obligado a comprimirse, los valores para Q y
W son:
a) Q(+), W(-)
b) Q(-), W(+)
d) Q(+), W(+)
e) Q(-), W(-)
c) Q(0), W(-)
IV. Problemas de Termoquímica.
1- De acuerdo a las siguientes datos de las ecuaciones termodinámicas:
a) CaO(s) + Cl2(g)
CaClO2(s) ΔHºa= -110.9kJ
b) H2O (l) + CaClO2(s) + 2 NaBr(s)
2NaCl + Ca(OH)2(s) + Br2(l)
ΔHºb = -60.2 kJ
c) CaO(s) + H2O (l)
Ca(OH)2(s)
ΔHºc= -65.1 kJ
Calcula el valor de ΔHºreacc.
d) ½ Cl2(g) + Na Br(s)
reacción________
para la siguiente reacción
NaCl
(s)
+ ½ Br2(l)
ΔHºd = _______ tipo de
2.- Calcula el cambio en la energía libre de Gibbs para la siguiente reacción:
2NH3(g)
N2(g) + 3H2(g)
Δ Gº
NH3(g)
Δ Gº
N2(g)
Δ Gº
H2(g)
= -16.64 J/mol
= 0 kJ/mol
= 0 kJ/mol
ΔGº = __________ tipo de reacción________
3.- De acuerdo a las siguientes datos:
NH3(g) ΔHº1= - 46.19 kJ/mol
H2O(g) ΔHº2= - 241.83kJ kJ/mol
Calcula el valor de ΔHº para la reacción
4NH3(g) + 3O2(g)
2N2(g) + 6H2O(g)
ΔHºr = __________ tipo de reacción________
3.- Calcula el valor de Δ Sºreacción.; Δ Sºalrededores.; Δ Sºuniverso y rango de
temperatura donde el proceso es espontáneo y no espontáneo de acuerdo a
los siguientes datos; del ejercicio anterior.
Δ Sº
NH3(g)
= 192.51 J/Kmol
Δ Sº
O2(g)
= 205.03 J/Kmol
Δ Sº
N2(g)
= 191.49 J/Kmol
Δ Sº
H2O(g)
= 188.72
J/Kmol
4.- Interpreta el tipo de reacción efectuada de acuerdo al signo
algebraico de cada una de las funciones termodinámicas calculadas en cada
problema.
5.- Calcula la variación de entalpía de las siguientes ecuaciones
químicas, a partir de las entalpías de enlace (tabla en anexo):
CH2=CH2 + H2
CH3-CH3
N2H4(l)
+ O2(g)
N2(g) +
2H2O(g)
Entalpía de enlace promedio (en kJ/mol), medidas en fase gaseosa para
distintos tipos de enlaces.
H-
C-
C=
C=
N-
N=
N=
H
436
413
C
413
348
615
812
292
615
891
N
391
292
615
891
161
418
945
O
463
351
728
S
339
259
477
F
563
441
270
185
Cl
432
328
200
203
Br
366
276
I
299
240
391
Tomado de guías de estudio ENP UNAM
0-
O=
463
351
728
139
498
Electroquímica
NOTA: se requiere el uso de la tabla periódica y la tabla de los
potenciales estándar de reducción)
I.
Seleccione la opción que considere correcta y anótela en el
paréntesis de la izquierda.
( ) Son substancias cuyas soluciones acuosas no conducen la corriente
eléctrica
a) Electrólitos
b) Electrólisis
c) Hidrolitos
d) No electrólitos
( ) 96 487 coulombios equivalen a:
a) 1
b) 1
c) 1
d) 1
( ) El
llama:
amperio
voltio
Faraday
julio
electrodo de una pila en el que se lleva a cabo la oxidación se
a) electrólito
b) anodo
c) celda
d) cátodo
( ) De acuerdo con la primera ley de Faraday, la cantidad de sustancia
depositada en un electrodo es proporcional a:
a)
b)
c)
d)
(
la
el
el
la
concentración
volumen
peso molecular
cantidad de electricidad
) Celda que transforma la energía química en eléctrica y viceversa:
a)
b)
c)
d)
pila primaria
acumulador (pila secundaria)
semi-pila
pila electrolítica
II.
Anote en el paréntesis la letra E si la fórmula corresponde a un
electrólito y N si corresponde a un no electrólito:
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
Ácido sulfúrico (H2SO4)
Acetona (CH3-CO-CH3)
Azúcar (C12H22O11)
Nitrato de plata (AgNO3)
Hidróxido de sodio (NaOH)
( ) Ácido clorhídrico (HCl)
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
Ácido bromhídrico (HBr)
Cloruro de sodio ( NaCl)
Alcohol etílico (CH3CH2OH)
Nitrato de potasio (KNO3)
Benceno (C6H6)
III. Realiza un esquema de una celda electrolítica:
1) Dibuja e indica el nombre de cada una de las partes que constituyen
una celda electrolítica de LiF para obtener Li(s) y F2(g); así como la
ecuación de oxidación y reducción.
2) Elabora un dibujo de una celda electroquímica (pila con electrodos de
potasio y mercurio); escribe en el paréntesis de la izquierda la letra
que corresponda a cada una de las partes de la celda electroquímica:
(
(
(
(
(
IV.
)
)
)
)
)
electrólito
semicelda de reducción
puente salino
ánodo
ecuación de oxidación
(
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
)
flujo de electrones
semicelda de oxidación
voltímetro
cátodo
ecuación de reducción
nomenclatura de la pila
Resuelva los siguientes problemas:
1) Realice las siguientes conversiones:
a) 580 colombios en Faraday
b) 4x1010 electrones en colombios
c) 0.65 Faraday en colombios
d) 85 amperio-minutos en colombios
e) 8500 colombios en amperio-horas
2) Se pasa una corriente de 15 amperios a través de una disolución de
cloruro de cromo (CrCl3) durante medio hora. ¿Cuántos gramos de
cromo (Cr) se producen y cuántos litro de cloro (Cl2) gaseoso se
obtienen en condiciones normarles de temperatura y presión?
3) Se pasa una corriente de 5 amperios a través de una disolución de
HNO3 durante 8 minuto, ¿cuántas moles de H2 y O2 gaseosos,
respectivamente, se habrán formado?
4) Calcule la fuerza electromotriz o potencial de reacción (Eº) para la
siguiente reacción:
Mn0 + Zn2+
Zn0 + Mn2+
Si las reacciones iónicas parciales de oxidación son las siguientes:
Zn0
Mg0
Zn2+ + 2e- Eº
Mg2+ +2e-
Eº
Zn/Zn2+=
Mg/Mg2+=
0.76 V
1.29V
Eº de la reacción = __________ V
5) Indica en qué sentido las siguientes reacciones químicas pueden ser
espontáneas, el nombre de los productos y reactivos y el balanceo de
la ecuación por el método de óxido reducción.
a) Cr + H3PO3 _________CrPO3 +H2
b) Hg + Fe(NO3)2 ______ Hg(NO3)2 + Fe
c) CoSO3 + Al _______Al2(SO3)3 + Co
6) Indica que elemento se reduce y cual se oxida en las siguientes pilas.
a) Cr/ Cr3+ // Cu+2 / Cu
b) zinc y niquel.
c) Ag+2 / Agº //Snº / Sn+2
7)Menciona el fundamento de las pilas secas, alcalinas y recargables
(acumulador) y pilas combustible.
8) Menciona el uso la diferencia entre: electrólisis, electro chapeado y
anodizado.
9) En la clase de laboratorio de Química IV por error, se derramó sobre
tu bata una disolución de permanganato de potasio, la cual es morada.
Conociendo los potenciales estándar de reducción MnO4/Mn2+ es incoloro
¿cuál de las siguientes sustancias utilizarías para desmanchar tu bata?
a) Un trozo de oro Eº= Au3+/Au= 1.41 V
b) Disolución de sulfato de cerio III Eº Ce4+/Ce3+ = 1.61 V
c) Disolución de cloruro de cobalto II Eº Co3+/Co2+=1.81 V
d) Disolución de flúor de sodio Eº F2/F- = 2.28V
e) Disolución de tiosulfato de sodio Eº H2SO4 / S2O32- = 1.61 V
10) Calcula la fuerza electromotriz (Eº) para la siguiente pila Al y Mg.
11) Cual es la cantidad de colombios para obtener 2 gramos de metal
de los siguientes ejemplos.
Fe a partir de Fe2SO4)3
b) Mercurio a partir de Nitrato de mercurio II
c) Sodio a partir de Na 3PO4
d) Calcio a partir de Na2SO3
a)
12) Cantidad de electricidad necesaria para depositar un mol Feº a
patir de Fe2(SO4)3
13) Dibuja y escribe en el paréntesis de la izquierda la letra que
corresponda a cada una de las partes de la celda electroquímica. Pila de
Pb , PbO2 y su electrolito es H2SO4 ;al descargarse la pila forma PbSO4
(
) Electrolito
(
) Puente salino
(
) Ánodo
(
) Interruptor
(
) Dirección de los electrones
(
) Semicelda de oxidación
(
) Semicelda de reducción
(
) Cátodo
Reacción de oxidación_____________ y reducción________________
Voltaje generado__________________
14. Mediante un esquema explica el proceso de corrosión de los metales
(indicando con ecuaciones químicas el proceso de óxido reducción). Y
explica cuál es su impacto económico y social.
15. Hoy en día la corrosión destruye cada año la cuarta parte de la
producción de aceros. La contaminación de las grandes ciudades, agua
de lluvia y el agua de mar son sus principales agentes. Explica por lo
menos 3 procesos que se empleen industrialmente para evitar la
corrosión.
Velocidad de Reacción y Equilibrio Químico
1.- Si se considera disolver azúcar en agua como un tipo sencillo de
reacción química, ¿qué proceso es el más rápido: disolver con agitación
en un vaso de agua de 10 g de a) cristales grandes de azúcar? b)
terrones de azúcar? c) azúcar granulada? d) azúcar refinada?
2.- Explica la diferencia entre los siguientes términos: energía de
activación, estado de transición y complejo activado.
3.- Para la siguiente reacción química 2NO(g) + H2(g)  N2O(g) + H2O(g)
se han medido experimentalmente los siguientes datos:
Experimento
[NO(g)]inicial
[H2(g)] inicial
V
1
6.4 x 10-3 M
2.2 x 10-3 M
2.6 x 10-5 M/s
2
12.8 x 10-3 M
2.2 x 10-3 M
1.0 x 10-4 Ms-1
3
6.4 x 10-3 M
4.5 x 10-3 M
5.1 x 10-5 M/s
reacción
Determina la expresión para la ley de velocidad y el valor de la
constante de velocidad.
3ª.- Cuál es la relación de la velocidad de descomposición del NO2 con
la velocidad de formación de O2 de acuerdo a la siguiente reacción:
2NO2(g)  2NO(g) + O2(g)
a) V
reacción=
-1 ∆[NO(g)]
2
t
b) V
reacción=
∆[O2(g)]
t
c) -1 ∆[NO(g)] = ∆[O2(g)]
2
t
t
d) La velocidad de descomposición del NO 2 es el doble que la formación
del O2
4.- A cierta temperatura una reacción química tiene una constante de
equilibrio K=1. Indica si los siguientes enunciados son falsos o
verdaderos y explica por qué.
a) La entalpía y la entropía de la reacción son 0.
b) El cambio en la energía de Gibbs de la reacción es 0.
c) La entalpía y la entropía de la reacción tienen el mismo signo.
5.- Una reacción química entre las sustancias A y B es de segundo orden
con respecto a B. ¿Cuál de las siguientes leyes de velocidad no puede
ser correcta?
a)
b)
c)
d)
V=kA3B2
V=kB2
V=kAB
V=kA2B2
6.- El aumento de la temperatura produce un incremento en la velocidad
de reacción de la mayoría de las reacciones químicas,
¿esto se debe al aumento de cuál(es) de los siguientes factores? (Puede
ser I, II, ambos o ninguno de los dos)
I El número de choques producidos en un tiempo determinado.
II La energía de cada choque.
7.- Una de las formas de producir hidrógeno gaseosos en el laboratorio
es por medio de la reacción del zinc con ácido clorhídrico, ¿cuál de las
siguientes combinaciones producirá hidrógeno a mayor velocidad?
a)
b)
c)
d)
Un
Un
Un
Un
trozo de 1 g de Zn con 100 ml de HCl 1M
trozo de 1 g de Zn con 100 ml de HCl 3M
gramo de Zn en polvo con 100 ml de HCl 1M
gramo de Zn en polvo con 100 ml de HCl 3M
8.- La reacción entre el NO y el H2, es de segundo orden con respecto al
NO y de primer orden con respecto al H2, ¿cuál de las siguientes
afirmaciones es verdadera?
a) Duplicar la concentración de NO tendrá más efecto sobre la
velocidad de reacción que duplicar la concentración de H2
b) Duplicar la concentración de H2 tendrá más efecto sobre la
velocidad de reacción que duplicar la concentración de NO.
c) Duplicar la concentración de H2 tendrá el mismo efecto sobre la
velocidad de reacción que duplicar la concentración de NO.
d) El efecto sobre la velocidad de reacción de duplicar las
concentraciones de NO o de H2 no se puede predecir con esta
información.
9.- ¿Qué efecto tiene un catalizador sobre a)la entalpía de reacción? b)
la energía de los reactivos? c) el estado de transición?
10.- La oxidación de NO a NO2 es un proceso exotérmico.
2NO(g) + O2(g)

2NO2(g)
Predice el efecto de cada uno de los siguientes cambios sobre la posición
de equilibrio:
a) Adición de más oxígeno
b) Aumento de la presión
c) Disminución de la temperatura
d) Adición de más NO2
11.- Cuando una corriente de hidrógeno gaseoso se hace pasar sobre
Fe3O4, se forman Fe y H2O. Cuando una corriente de vapor de agua
circula sobre Fe metálico se forman Fe3O4 y H2. Usando el principio de
Le Chatelier explica: ¿por qué la reacción ocurre en una dirección en un
caso, pero en dirección inversa en el otro?
12.- Cuando se hidrogenan hidrocarburos aromáticos se utiliza como
catalizador platino sólido. Se ha observado que la extensión limitada del
área superficial del platino en general da como resultado que no se
consiga cambiar la velocidad y por lo tanto modificar las concentraciones
del hidrógeno y de los hidrocarburos, ¿cuál es el orden de esta reacción?
Para una reacción cuya velocidad es independiente de la concentración
¿cómo se podría controlar la velocidad?
13.- La siguiente reacción entre el hidrógeno y el azufre es exotérmica.
H2(g) + S(g) 
H2S(g)
¿Cuál de los siguientes factores aumentará la velocidad de esta
reacción?
a) Disminución de la temperatura
b) Disminución del volumen del recipiente
c) Agregar más cantidad de azufre
d) Eliminación del H2S(g) formado
14.- La reacción entre los iones I1- y S2O82- es de primer orden con
respecto a cada reactivo y se lleva a cabo de acuerdo a la siguiente
ecuación:
S2O82- + 3I1-

2SO42- + I31-
¿cómo se modificará la velocidad de la reacción al duplicar las
concentraciones de los iones I1- y S2O82-?
a) Duplicar la concentración de S2O82- afectará más que duplicar la
concentración de I1-.
1-
b) Duplicar la concentración de I . afectará más que duplicar la
S2O82-
concentración de
c) El cambio de la velocidad de la reacción será el mismo cuando se
duplique la concentración de I1 o de S2O82d) No se pueden extraer conclusiones acerca de la variación de la
velocidad de la reacción a partir de esta información.
15.- Cuando se produce SO3 de acuerdo con el siguiente proceso en
equilibrio se libera energía por medio del calor
.
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)
¿Cuál de las siguientes modificaciones producirá un aumento de la
cantidad de SO3 en el equilibrio?
a) Aumentar la temperatura
b) Aumentar la presión
c) Agregar un catalizador
d) Eliminar O2
16.- Cuando una reacción alcanza el equilibrio:
a) Se detiene completamente
b) La constante de equilibrio es igual a uno
c) Las concentraciones de los reactivos y productos varían muy
lentamente
d) Los productos y los reactivos se forman a igual velocidad
17.- La reacción de formación del sulfuro de cobre (I) es :
2Cu(s) + S(s)

Cu2S(s)
tiene una entalpía de reacción y energía de Gibbs de reacción negativas
y una entropía de reacción positiva. a)En el equilibrio ¿predominan los
reactivos o los productos?, ¿por qué? b)¿Qué se le debe hacer al sistema
para producir más sulfuro de cobre (I)?
18.- El amoniaco se obtiene comercialmente por medio del proceso
Haber.
N2(g) + 3H2(g)

2NH3(g)
Hº=-96kJ
El rendimiento del amoniaco en el equilibrio se puede aumentar:
a) Agregando un catalizador
b) Aumentando la temperatura
c) Aumentando la presión
d) Eliminando H2
19.- Para cierta reacción química se determinó que la ley de velocidad
es V=kA  2, explicar qué le ocurre a la velocidad de reacción cuando: a)
se triplica la concentración de A, y b) se reduce a la mitad la
concentración de A.
20.- La ley de velocidad V=kA  2B se determinó experimentalmente
para cierta reacción química, ¿qué le ocurre a la velocidad de reacción si
la concentración de A se duplica y la de B se reduce a la mitad?
21.- Para cada una de las siguientes leyes de velocidad indica el orden
de reacción respecto a cada reactivo y el orden de reacción total:
a) V=kAC2
b) V=kA
c) V=kA3B2
d) V=k
22.- La reacción entre el NO y el O2 es de segundo orden con respecto al
óxido de nitrógeno (II) y de primer orden con respecto al oxígeno. a)
Escribe la ley de velocidad y determina el orden total para esta reacción.
b) Explica cómo se modificará la velocidad de reacción al duplicar la
concentración de NO.
c) Teniendo en cuenta que esta reacción
es exotérmica, dibuja un diagrama Energía vs. Tiempo en el que se
representen las energías relativas de los reactivos, los productos, la
energía de activación y la entalpía de reacción.
23.- Las altas temperaturas en una máquina de combustión interna
favorecen la producción de óxido nítrico, que al ser expulsado a la
atmósfera reacciona con el oxígeno produciendo dióxido de nitrógeno de
acuerdo a la siguiente ecuación:
2NO(g) + O2(g)

2NO2(g)
Usando la teoría de colisiones, responde las siguientes preguntas: a)
¿Por qué la teoría de colisiones predice que esta ecuación es imposible
que ocurra en un paso? b) El mecanismo de reacción propuesto para
esta reacción es:
 Paso 1: NO(g)+O2(g)  NO3(g) (rápido)
 Paso 2: NO3(g) + NO(g)  2NO2 (lento)
c) ¿Cuál es el paso determinante para esta reacción?, ¿por qué la
concentración del oxígeno gaseoso tiene un efecto pequeño sobre la
velocidad de reacción total?
EQUILIBRIO QUÍMICO Y LE CHATELIER
I. En el paréntesis de la izquierda escriba la letra de la opción que
considere correcta
( ) Un sistema está en equilibrio químico cuando:
a) obtenemos la misma masa de productos y reactivos
b) el sistema se desplaza automáticamente
c) la reacción es irreversible
d) las velocidades de reacción en ambos sentidos son iguales
e) utilizamos catalizadores
( ) Los factores que afectan el equilibrio químico son:
a) presión, calor, volumen
b) energía libre de Gibss, temperatura
c) presión, volumen, temperatura
d) presión, calor, catalizador
e) presión, concentración, temperatura
( ) A cuál de las siguientes reacciones corresponde la expresión del
equilibrio químico siguiente:
NH32
N2 H23
a)
b)
c)
d)
e)
(
)
2 NH3
N2 + 3 H2
1
/2 N2 + 3/2 H2
NH3
N2 + H2
K=
N2 + 3 H2
2 NH3
NH3
1
/2 N2 + 3/2H2
NH3
¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción:
N2O4(g)
2 NO2(g)
Si en el equilibrio la concentración de N2O4 es de 4X10-2 mol /l y la
concentración de NO2 es 2X10-2 mol/l?
(
) Para el sistema en equilibrio:
2 SO2(g) + O2(g)
2 SO3(g) + calor,
un aumento en la temperatura a presión
constante:
a) aumenta la concentración de SO3
b) disminuye la velocidad de la reacción directa
c) aumenta la concentración de SO2
d) disminuye la velocidad de la reacción inversa
e) detiene la reacción
b)
Escriba la expresión de la constante de equilibrio químico para
cada una de las siguientes reacciones:
a) mA + nB
eX + zD
b) CaCO3
CaO + CO2
c) Zn + CO2
ZnO + CO
d) N2 + 3 H2
2 NH3
e) 2 SO2 + O2
2 SO3
f) 2 NO2
N2 O 4
c) Resuelva los siguientes problemas:
1) Calcule la constante de equilibrio para la reacción:
CO2(g) + H2
CO(g) + H2O(g)
A una temperatura de 200ºC, las concentraciones en el equilibrio son:
CO2=1.17 moles/l  H2=1.17 moles/l
CO=1.33x10-3 moles/l
H2O=1.33x10-3 moles/l
2) Calcule la constante de equilibrio químico para la reacción:
H2(g) + I2(g)
2 HI(g)
Si a una temperatura de 400ºC, las concentraciones en el equilibrio
son:
H2=8.62x10-4 moles/l
I2=2.63x10-3 moles/l
HI=1.02 x10-2 moles/l
3) A 55ºC, la constante de equilibrio para la reacción:
2 NO2(g)
N2O4(g) es de 1.15
¿Cuál es la concentración de N2O4 presente en el equilibrio con 0.5
mol/l de NO2?
4) La constante de equilibrio para la reacción:
N2(g) + O2(g)
2 NO(g)
-4
Es de 1x10 a 3000ºC. Calcule las concentraciones en el equilibrio,
cuando en un reactor de 3 litros se coloca una mezcla de 1.2 moles
de N2 e igual cantidad de O2 y se deja alcanza su equilibrio a
3000ºC.
d)
Aplicando el principio de Le Chatelier, indique hacia qué sentido se
desplaza la reacción, al efectuar los siguientes cambios sobre el
equilibrio químico de las reacciones siguientes:
a) aumento en la temperatura
b) disminución de la temperatura
c) aumento de la presión
d) disminución de la presión
e) aumento de la concentración de la sustancia subrayada
Nota: si la reacción se desplaza hacia la derecha, indica que se
favorece el sentido →. Si la reacción se desplaza hacia la izquierda,
indica que se favorece el sentido ← .
1) N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g) 2) 3O2(g) + 64.8 kcal
2O3(g)
+ calor
a) _____________________
a) ___________________________
b) _____________________
b) ___________________________
c) _____________________
c) ___________________________
d) _____________________
d) ___________________________
e) _____________________
e) ___________________________
3) 3C2H2(g)
C6H6(g) + calor
a) ___________________________
b) ___________________________
c) ___________________________
d) ___________________________
e) ___________________________
4) 2SO2(g) +O2(g)
2 SO3(g)
a) ______________________
b) ______________________
c) _____________________
d) ______________________
e) _____________________
ÁCIDOS Y BASES
I. Seleccione la opción correcta y anótela en los paréntesis en blanco.
1) Sustancia capaz de donar protones
2) Sustancia capaz de recibir un par electrónico
3) Sustancia que en solución acuosa forma iones OH4) Sustancia que en solución acuosa forma iones H3O+
5) Sustancia capaz de recibir protones
6) Sustancia capaz de ceder un par electrónico
( ) Acido de Lewis
( ) Base de Brönsted-Lowry
( ) Base de Arrhenius
( ) Base de Lewis
( ) Acido de Brönsted-Lowry
II.
Relacione las siguientes columnas:
( ) OH- 1. Base de BrönstedLowry
( ) H+
2. Acido de Lewis
( ) NH4+ 3. Acido de BrönstedLowry
( ) HNO3 4. Base de Arrhenius
( ) LiOH 5. Base de Lewis
( )
Fe+++
( ) H2O
( ) AlCl3
( ) HCl
( ) NH3
( ) Cl-
6. Acido de Arrhenius
III. En los espacios correspondientes, escriba la respuesta correcta a
las siguientes cuestiones:
1) Si una solución tiene una concentración de iones
OH=3.2x10-4 mol/l su concentración de iones H3O+ será igual a:
____________________
2) Si el pH de una solución es 5, su H3O+ es igual a ___________ y su
OH- es igual a ____________.
3) La concentración de iones H3O+ de una solución es de 1x10-6 M.
Determine su pH ___________ y su pOH ___________
4) Si una sustancia tiene un pH=3, su pOH será igual a __________
5) Si una solución tiene un pH menor de 7, es ______________
6) Si una solución tiene un pH mayor de 7, es ______________
IV.
Resuelva los siguientes problemas:
1) Calcule el pH de una solución cuya concentración de iones hidronio
H3O+ es igual a 0.0000583 mol/l
2) Calcule el pH de una solución cuya concentración de iones hidronio
H3O+ es igual a 6.3x10-2 moles/l
3) La concentración de iones oxidrilo en una solución es de 10-2 moles/L.
Calcule la concentración molar de iones H+, el pH y el pOH de la
solución.
4) Calcule el pH de una solución que contiene 3.42g de ácido sulfúrico
por litro de solución
5) Encuentre el pH y el pOH de la soluciones cuyas concentraciones son
las siguientes, su poniendo que la ionización es completa:
a) H+=1x10-10 moles/l
b) H+=0.00045 moles/l
c) OH-=0.0016 M
6) Encuentre las concentraciones molares de los iones H+ para las
siguientes soluciones, suyos pH son:
a) pH=9.2
b) pH=5.5
c) pH=3
7) Si una solución de hidróxido de aluminio IM con fenolftaleina, se le
adiciona
una solución de un ácido clorhídrico ; ¿Qué le sucede al valor de pH,
pOH, H+ y -OH conforme se le agrega el ácido?; El indicador cómo se
comporta. ¿Con indicador tornasol y el indicador universal sería los
mismos cambios?.
8) El análisis de una muestra de miel da como resultado que la
concentración de iones OH- es de 5x 10-9 mol/L. Esto significa que la
muestra tiene un pH:
a) ácido igual a 5
b) básico igual a 7.30
c) ácido igual a 6.70
d) básico igual a 8.0
V. Clasifica los siguientes enunciados en falso (f) o verdadero (v)
a) una disolución cuyo pOH es 10, es ácida
b) el pH aumenta a medida que aumenta la concentración de iones
hidronio
c) una disolución cuya concentración de iones H+ sea 1x10
un pOH
-5
tiene
igual a 9
d) Kw= H+
-
OH = 1x10-14 y
pH+pOH=14
e) Son ejemplos de electrolitos fuertes las sustancias que se disocian
(ionizan) completamente.
g) El valor de la constante de ionización ( producto iónico )del agua es
igual a 1 x 10 14
h) La escala de pH representa la fuerza de los ácidos y la Ka representa
la concentración del ácido.
VI. Si al disolverse un ácido en agua la disociación es total, se dice que
el ácido es:
a) pH = 6
b) fuerte
c) débil
d) muy fuerte.
VII Para la siguiente reacción H2CO3  H2O  H3O+ + HCO3- cuál es par
ácido base conjugado del ácido carbónico:
VIII. Al analizar cinco muestras de alimentos enlatados se obtuvieron
los siguientes resultados de acidez. ¿Cuál muestra de alimento contiene
mayor concentración de iones [H+]? Justifica tu respuesta
Muestra Acidez
1
pOH= 1
2
[H+]= 1 x 10
-
2
3
pH = 5
4
[H+]= 1 x 10
-
4
5
[H+]= 1 x 10
-
9
IX. Clasifica las siguientes sustancias en ácidos y bases indicando que
teoría la explica mejor: GaF3
Ca(OH)2(ac),
H3O+, H2CO3(ac),
-1
NH3, BF3,
H3O+,
NH2 ; HCOOH
F
Na+1
X. Completa las siguientes tablas:
La constante de ionización indica la fuerza de un ácido; a mayor valor de
Ka, más fuerte es el ácido. Un ácido débil tiene una tendencia menor a
disociarse y por lo tanto el valor de Ka será pequeño.Investiga La
constante de acidez y/o basicidad de los siguientes compuestos para
determinar La fuerza del ácido y/o base.
Intervalos de Ka para clasificar ácidos:
Muy fuerte
Ka mayor de 1 x 103
Fuerte
Ka entre de 1 x 102 y 1 x 10-2
Débil
Ka entre de 1 x 10-3 y 1 x 10-7
Muy débil
Ka menor de 1 x 10-7
Considera los mismos princípios que se aplicaron para los ácidos en las
bases investigando Kb (constante de basicidad)
TABLA 1
Fórmula
Nombre
Ác. acético
Hidróxido de
sodio
Amoniaco
Hidróxido de
amonio
Fuerza
del
ác.y/o
base
Ác.
Mono,
di,
polipróti
co
Ecuación de disociación parcial
y total
Ác. nítrico
Ác, carbónico
Ác. sulfúrico
Hidróxido de
potasio
Hidróxido de
aluminio
Ác. nitroso
Ác.
Hipocloroso
Para la tabla 2 considera los siguientes criterios:
La sal será neutra si proviene de la reacción entre un ácido fuerte con
una base fuerte.
La sal será ácida si proviene de la reacción entre un ácido fuerte con
una base débil.
La sal será básica si proviene de la reacción entre un ácido débil con
una base fuerte.
Si proviene de dos sustancias débiles será ácida y la Ka es mayor
que Kb y básica si la Kb es mayor que la Ka.
TABLA 2
Fórmula Nombre
LiHSO3
KCl
Na2CO3
NH4Cl
MgO
Cl2O7
Tipo de
compuesto
Indicar si es
una sustancia
ácida, básica
y/o neutra.
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
I.
Realiza la configuración electrónica y gráfica de (Kernerl) para los
siguientes elementos indicando El periodo, grupo y electrones de valencia y
sus principales estados de oxidación
Cs, Mg+2, Cr, Ag, In, C-4, Si, P, O-2, I+3
II . Escribe dentro del paréntesis el nombre del científico y/o concepto que
define.
(
) En un átomo, cuando los electrones se
introducen dentro de los orbitales atómicos, ellos ocuparán el
orbital con menor energía al de mayor energía.
(
) Postuló la cuantización de la energía
(
) En un átomo no pueden existir dos electrones
con sus cuatro números cuánticos iguales
(
) n,l,m,s
(
) Es una función matemática que describe el
estado de un electrón en un átomo
(
) Propiedades de los elementos que están en
función de la variación de la estructura electrónica de los átomos.
(
) El acomodo de electrones en orbitales
degenerados será de tal forma que su multiplicidad sea máxima.
(
) Es imposible conocer en forma exacta y
simultánea la posición y el momento del electrón
(
) Propiedad que tiene un átomo de atraer
electrones hacia él en un enlace químico; y aumenta hacia la
derecha en un periodo y hacia arriba en un grupo de la tabla
periódica.
(
) Comportamiento de dualidad onda-partícula
1.- Para la configuración electrónica del
16
X8 el nivel de valencia es:
2.- La forma de los orbitales atómicos queda determinada por:
3.- Identifica al elemento químico e indica el periodo, electrones de valencia y
el grupo al que pertenece cada uno de acuerdo a su configuración electrónica.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
1s22s2
[ 54Xe ]6s24f2
1s2s22p63s23p6
1s22s22p63s23p5
[ Ar ] 4s2 3d9
[ Rn ]7s2 5f14 6d5
[ Kr ] 5s2 4d10 5p4
4.- Desarrolla la configuración electrónica (gráfica y simbólica) de los
siguientes elementos:
a. 37Rb
b. 24Cr+6
c. 15P
d. 10Ne
e. 90Th
f. 17Cl-1
5.- Indica para cada elemento del ejercicio anterior; periodo, grupo,
electrones de valencia, bloque en la tabla periódica, tipo de elemento,
principales estados de oxidación.
6. ¿Cuál de los siguientes elementos trabaja normalmente con un número de
oxidación de ( – 1)?
a) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
b) 1s2, 2s2, 2p6, 3s1
c) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
d) 1s2, 2s2
e) 1s2, 2s2, 2p1
7. El orden correcto de llenado de las sub -capas electrónicas siguientes
3d, 4s, 5p, 3s, 4f, 3p, 5s, es: _________________________
8. Los electrones de valencia en el átomo de azufre con configuración
electrónica de
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 son:_______
9. ¿Cuál es el número total de orbitales asociados al número cuántico
principal n=5?_____
10. Grupo de la tabla periódica donde se encuentran los elementos con
configuración electrónica para su electrón diferencial ns2 np1
11.- Hablando con respecto al nivel 4 de de energía:
a) Tiene ________tipos orbitales
b) Tiene _______ orbitales totales
c) El número total de electrones en este nivel son_________ n
12.-Los gases nobles tienen una configuración externa totalmente ocupada,
tal como
a) ns1np6
b) ns2
c) ns2np5
d) ns2np6
Química Orgánica
1) Escribe la fórmula semidesarrollada y taquigráfica para el siguiente
compuesto: a) 5-ter-butil-3-etil-2-isopropil-4,6-dimetil-2-nonano
b)5-sec-butil-6-butil-1,3-ciclohexadieno
1ª) Escribe las características del hidrocarburo del ejercicio anterior
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
tipo de cadena
hibridación
No. De enlaces sigma y pi
forma espacial
tipo de hidrocarburo
ángulo de enlace
fórmula molecular
grado de saturación
2) Escribe un compuesto cíclico (de 8 átomos de carbono y un doble
enlace en el ciclo) con tres sustituyentes (isopropil, sec-butilo y terhexil). Fórmula semidesarrollada y taquigráfica.
2ª) Escribe las características del hidrocarburo.
3) Indica en la fórmula del compuesto del ejercicio uno y dos, donde se
encuentra un carbono 1º,2º,3º y 4º.
4) Los siguientes nombres corresponden a un mismo compuesto, ¿cuál es el
nombre correcto?.
a)
b)
c)
d)
6 metil-2,4,6 trietil 2 hepteno
2,6 dimetil- 2,4 dietil 5 octeno
6,6 dimetil – 2,4 dietil 2 octeno
5-etil,3,7,7 trimetil – 3- noneno
5) Menciona cuales son las principales fracciones del petróleo, indicando sus
propiedades físicas y sus aplicaciones.
6) En qué se fundamente la calidad del petróleo
7) Explica brevemente los procesos de refinamiento del petróleo.
Isomerización
Alquilación
Reformación catalítica
Cracking
8) Indica el nombre de los
características (pregunta 1ª)
siguientes
hidrocarburos,
así
como
CH3 CH2-CH3
CH3
I
I
CH3-CH2 – C -- CH-CH=CH-CH3
I
C-CH3
II
CH3
sus
Grupos Funcionales
1) Escribe la fórmula de los siguientes compuestos, enmarca el grupo funcional y
subraya las características de prefijo y/o terminación empleados para nombrarlos.
2-bromo-3-ter-butil-4-oxo-hexanal
éter isobutil, neopentílico
alcohol sec-hexílico
propanoato de ter-butilo
3-sec-butil-4-formil-2-hidroxi-hexanamida
nonanona
ác.o-metil benzóico
Fenil, ciclo pentil amina
bromuro de propanoilo
1,1,2,2 tetrafloruro de propilo
2) Clasifica los siguientes compuestos en electrofílicos y nucleofílicos
CN NO2 +
ICH3COON(CH3)3)+
H3O+
3) Realiza la ruptura hemolítica y heterolítica de los siguientes ejemplos, indicando
el nombre de la partícula obtenida.
CH3-CH2-CH2:Cl
4) Darle el nombre a las siguientes fórmulas químicas, de acuerdo a las reglas de
nomenclatura de la IUPAC.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Reacciones Químicas Orgánicas
5. Completa y clasifica las siguientes reacciones en orden general y
específico de acuerdo al proceso químico realizado.
Reacción
Clasificación
General
Ejemplo
Doble sustitución Neutralización
H2SO4+NaOH
CH3-CH(CH3)CH3+ Br2
Na2SO4 + H2O
hv
Clasificación
específica
(CH3)2C=CH2 + HBr
CH3-CH2-CH2-Cl
peróxido
H+
CH3-CH2-CH2-COOH + CH3-OH
+
HCl
H+
CH3-CH(OH )CH2 CH3+ KMnO4
6. Completa las siguientes reacciones e indica el tipo de reacción química
efectuada:
a) cloración del tolueno:
b) combustión del butano
c) hidratación del 2-metil-1-penteno
d) ozonólisis con DMSO del 2-metil-1-propeno:
e) deshidratación del ciclo pentanol en H+/140ºC:
f) Identificación del propanal con reactivo de Tollens:
g) Prueba de Bayer para 2-metilpropeno:
h) Obtención de 2-cloro-2-isopropil-hexano:
i) Dibuja el isómero y/o identifica los pares de compuestos isoméricos,
indicando el nombre de cada compuesto y a qué tipo de isómeros
pertenecen.
Ejemplo:
Isómeros
Primer compuesto
CH3-CH2-CH2-CH3
Segundo compuesto
CH3-CH-CH3
CH3
Comparación
CH3-CH-CH2-CH3
OH
Butanol
HO-C-CH2-CH2-CH3
óptico
CH3-CH2-CH2-C-O-CH3
O
O
CH3-CH2-NH2
CH3-NH-CH3
CH3-O-CH3
Etanol
CH3-CH2-C-O-CH3
Iso. función
CH3-CH2-C-CH3
O
O
Is.óptico
D-glucosa
L-glucosa
Is.
geométrico