Capítulo 3 Clase 10- Ejercicios Certamen 1 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 1 Ejercicio 1: Para los siguientes iones moleculares se hacen las siguientes afirmaciones (nota: en el NO2- el N es el átomo central) i) La distancia nitrógeno-oxígeno aumenta en el orden NO+ < NO- < NO2ii) La energía necesaria para romper los enlaces nitrógenooxígeno aumenta en el orden NO+ < NO- < NO2iii) Ninguna de estas moléculas presenta estructuras resonantes. Son correctas: a. b. c. d. e. 21-04-2024 Sólo ii) Ninguna Sólo i) Sólo ii) y iii) Sólo i) y iii) Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 2 1° Paso: Dibujar las estructuras de Lewis de los compuestos. Compuesto NO+ NO- NO2- Carga molécula +1 -1 -1 n1: Átomos ≠ H 2 2 3 n2: Átomos = H 0 0 0 V: electrones de valencia 11 11 17 N: Electrones que se comparten = (8 x n1 + 2 x n2)-(V-carga) 6 4 6 N° de enlaces = N/2 3 2 3 Estructura de Lewis: 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 3 i) La distancia nitrógeno-oxígeno aumenta en el orden: NO+ (Triple enlace) < NO- (doble enlace) < NO2- (1,5 enlace ya que tiene una estructura en resonancia). A mayor número de enlace es más corta la distancia entre los átomos, la alternativa es Verdadero ii) La energía necesaria para romper los enlaces nitrógeno-oxígeno aumenta en el orden NO+ < NO- < NO2Falso, ya que se necesita más energía para romper un enlace triple que uno doble. ii) Ninguna de estas moléculas presenta estructuras resonantes. Falso, el compuesto NO2- tiene una estructura en resonancia. LA ALTERNATINA ES LA C) 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 4 Ejercicio 2: Se afirma que en 1566 [uma] de butano (C4H10): i) Hay 270/Na [moles] de átomos de H ii) Hay 378 [átomos] totales iii) Hay 27 [moléculas] iv) Hay (4/27)xNa [átomos] de C son correctas las afirmaciones: a. ii), iii) b. i), iii) c. i), ii), iii) d. iii), iv) e. Todas 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 5 Paso 1: PM C4H10 = 4 x 12 + 10 x 1= 58 uma (peso de 1 molécula de C4H10 ) i) 1 molécula de C4H10 pesa 58 uma 1 mol de C4H10 contiene NA moléculas de C4H10 y 10 moles de átomos de H Moles de átomos de H = 1566 uma *( 1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 𝐶4𝐻10 10 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝐻 ) ∗( 58 𝑢𝑚𝑎 𝑁𝐴 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝐶4𝐻10 ) = 270/ N A ii) 1 molécula de C4H10 pesa 58 uma y contiene 14 átomos totales 14 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 Átomos totales = 1566 uma *( ) = 378 58 𝑢𝑚𝑎 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 6 iii) 1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 𝐶4𝐻10 Moléculas de C4H10 = 1566 uma * ( ) = 27 58 𝑢𝑚𝑎 iv) Átomos de C = 1566 uma * ( 4 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝐶 )= 108 58 𝑢𝑚𝑎 LA ALTERNATINA ES LA C) 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 7 Ejercicio 3: En el siguiente experimento bicarbonato de sodio sólido (NaHCO3) se descompone térmicamente para formar carbonato de sodio sólido (Na2CO3), vapor de agua y dióxido de carbono (el carbonato de sodio no se descompone a la temperatura del experimento): se calienta 10,00 [g] de una mezcla de NaHCO3 y Na2CO3 hasta que la reacción se completa, quedando en el reactor 8,97 [g] de sólido. El porcentaje en masa de NaHCO3 en la mezcla original es: a) b) c) d) e) 21-04-2024 89,7% 31,1% 10,3% 27,9% Ninguna de las anteriores Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 8 • Paso 1: Escribir la reacción involucrada y balancear. 2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g) • Paso 2: Se supone como m = masa inicial de NaHCO3 Datos del encabezado: Masa mezcla inicial (NaHCO3 + Na2CO3) = 10 g Masa inicial de Na2CO3 = 10 - m Masa de Na2CO3 final = 8,97 g (masa final de sólido) 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 9 • Paso 3: completar tabla siguiente (PM (NaHCO3 )= 84,01 g/mol y PM (Na2CO3 )= 106,0 g/mol) 2 NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + Masa inicial m 10-m Moles inicial m/84,01 (10-m)/106,0 Moles que reaccionan Moles finales m/84,01 ½*(m/84,01) 0 8,97/106,0 Masa final 0 8,97 Moles de Na2CO3 producidos = (m/84,01) moles de NaHCO3* ( 21-04-2024 H2O (g) + CO2 (g) 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝐶𝑂3 )= ½*(m/84,01) 2 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 10 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 11 Ejercicio 4: Se experimenta con la reacción (balanceada): 3A + B + 2C → 4D + E Esta se inicia con 3,90 [mol] de A, 1,20 [mol] de B, y 180 [g] de C. Se observa que la reacción se detiene porque se acaba un reactivo. En el reactor se encuentra al final, entre otras sustancias, 36,0 [g] de C. Se determina que el peso molecular de C es: a. b. c. d. e. 21-04-2024 10,0 72,0 144 60,0 Falta información Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 12 Paso 1: Moles iniciales: A= 3,90 B= 1,20 C= 180/PM Paso 2: Determinar el reactivo límite y exceso entre A y B 3A + B + 2C → 4D + E Relación estequiométrica 3/1 = 3 reemplazando datos experimentales se tiene: 3,90/1,20 = 3,25 Por lo tanto: Reactivo límite: B Reactivo exceso: A Reaccionan 3,60 mol de A 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 13 Paso 3: Completar tabla estequiométrica 3A Moles inicial Moles reaccionan Moles finales + B + 2C 3,90 1,20 180/PM 3,60 1,20 2,40 0,30 0 36/PM Paso 4: De la tabla: → 4D + E moles finales C = moles iniciales C – moles que reaccionan C 36/PM = 180/PM – 2,40 PM = 60 g/mol 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 14 Ejercicio 5: Un recipiente contiene 13,40 [mol] de aire con algo de NO y de NO2. Se determina que hay 1,81x1020 moléculas de NO y 25 [ppm] de NO2. Luego, el porcentaje de gases NOx (NO y NO2) en el aire contenido en el recipiente es: a. b. c. d. e. 21-04-2024 0,474 % 4,74x10-5 % 4740% 4,74x10-3 % ninguna de las anteriores Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 15 Paso 1: Datos Moles totales (aire +NOx) = 13,4 Moléculas NO = 1,81 x 1020 NO2 = 25 ppm Paso 2: transformar a moles Mol NO = 1mol/6,02x1023 x 1,81 x 1020 = 3,01x10−4 Mol NO2 = 25 mol NO2 x 13,4 mol aire / 106 mol aire = 3,35 x 10−4 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 16 Paso 3: calcular el porcentaje NOx % NOx = ( 3,01x10−4 + 3,35 x 10−4 ) x 100 / 13,4 = 4,74 x 10 −3 % ALTERNATIVA d 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 17 Ejercicio 6: ¿Cuántas de las siguientes moléculas tiene geometría trigonal plana? (El átomo central aparece destacado). a) b) c) d) e) 21-04-2024 NCO− BrO3− BeCl2 OF2 0 1 2 3 4 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 18 Paso 1: Dibujar las estructuras de Lewis de los compuestos NCO− BrO3− BeCl2 OF2 Carga molécula -1 -1 0 0 n1: Átomos ≠ H 3 4 3 3 n2: Átomos = H 0 0 0 0 V: electrones de valencia 15 25 16 20 N: Electrones que se comparten = (8 x n1 + 2 x n2)-(V-carga) 8 6 4 4 N° de enlaces = N/2 4 3 2 2 Compuesto 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 19 Paso 2: Determinar n° pares de electrones de enlace y no-enlace ALTERNATIVA a 21-04-2024 Química y Sociedad QUI-010 UTFSM 20
