Guia Ejercicios Syllabus Qui 070_2014-2

Universidad Andres BelloFacultad de Ciencias Exactas Departamento de Ciencias Químicas SYLLABUS GUIA DE EJERCICIOS QUIMICA Y AMBIENTE QUI 070 Compilado por : Dr. Desmond Mac-Leod Carey Dr. Alvaro Muñoz Castro Dra. Margarita Otero 2014-2 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 INDICE SYLLABUS TABLA PERIÓDICA GUIA Nº 1 UNIDAD Nº1: ESTEQUIOMETRÍA 4 14 15 Objetivos específicos de la Unidad Nº1 Ejercicios Respuestas GUIA Nº 2 UNIDAD Nº2: GASES Y ATMOSFERA 35 Objetivos específicos de la Unidad Nº2 Ejercicios Respuestas GUIA Nº 3 UNIDAD Nº3: ENERGIA Y SOCIEDAD 50 Objetivos específicos de la Unidad Nº3 Ejercicios Respuestas GUIA Nº 4 UNIDAD Nº4: QUIMICA EN SOLUCION Y EQUILIBRIOS QUIMICOS 65 Objetivos específicos de la Unidad Nº4 Ejercicios Respuestas 2 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº 5 UNIDAD Nº4: QUIMICA EN SOLUCION Y EQUILIBRIOS QUIMICOS 79 Objetivos específicos de la Unidad Nº4 Ejercicios Respuestas GUIA Nº 6 UNIDAD Nº5: QUÍMICA ORGÁNICA Y DE LA VIDA 102 Objetivos específicos de la Unidad Nº5 Ejercicios Respuestas SOLEMNES Y EXAMENES ANTERIORES 110 3 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 UNIVERSIDAD NACIONAL ANDRÉS BELLO Facultad de Ciencias Exactas Departamento de Ciencias Químicas Syllabus QUÍMICA GENERAL Y AMBIENTE QUI 070 04/08/2014 Descripción de la Asignatura Prerrequisitos, Co-requisitos y Horas Pedagógicas Aprendizajes Esperados Sistema de Evaluación Actividades Calendario de Actividades y Contenidos Bibliografía 4 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA En la asignatura de química ambiente se presenta una introducción a elementos conceptuales básicos de la química que permiten abordar la comprensión del impacto global que sobre la sociedad y el medioambiente tienen los procesos químicos naturales y antrópicos, así como a la formación de criterios éticos y competencias para el futuro ingeniero, orientadas al cuidado del ecosistema y a una fuerte responsabilidad social en el contexto de la normativa legal vigente. Los contenidos incluyen principios básicos sobre gases, soluciones acuosas, equilibrio químico, fuentes de energía y materiales, aplicados a problemáticas medioambientales que tienen un fuerte impacto sobre la formación de un criterio para el cuidado y conservación del ecosistema. 2. PRERREQUISITOS, CO-REQUISITOS Y HORAS PEDAGÓGICAS TIPO DE ACTIVIDADES Prerrequisitos: Ingreso Co-requisitos: Ingreso 3. Clases de Cátedra Clases de Ayudantía HORAS PEDAGÓGICAS SEMANALES 4 módulos 2 módulos APRENDIZAJES ESPERADOS La resolución práctica de ejercicios y problemas básicos en estas áreas de la química, junto con la presentación de un seminario de un tema dado, complementa su formación a este nivel. Se espera que el alumno sea capaz de entender fenómenos ambientales en función de conceptos químicos generales con el objetivo de poder desenvolverse con conocimiento en estas áreas. Así, específicamente se espera que el alumno logre: i. Comprender las reglas que gobiernan la materia en el estado gaseoso, y como rigen en un sistema como la Atmósfera. ii. Comprender las reglas que gobiernan el intercambio de energía durante una reacción química, y como rigen la producción, transferencia y uso de esta en la Sociedad. iii. Comprender el fenómeno del calentamiento global en función de los aspectos fundamentales implicados. iv. Comprender las reglas que gobiernan el comportamiento de la materia en solución y como los equilibrios químicos que están implicados rigen fenómenos tales como la lluvia ácida. v. Comprender las reglas que rigen las cantidades de sustancias que participan en una reacción química y el uso de conceptos claves como Huella de Carbono y Huella de Agua. vi. Comprender conceptos básicos de Química orgánica, y como están estos implicados en temas tales como la Vida, La nutrición y los Polímetros, tanto naturales como sintéticos. 5 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 4. SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA Tipo de evaluación Ponderación Solemne 1 Solemne 2 Solemne 3 Seminario Talleres grupales 4.1 20% 20% 20% 20% 20% NP Ponderación de NP Ponderación de Examen 70% 30% 100% Tipos de Evaluación La evaluación del curso se realiza mediante tres tipos de instrumentos, estos son: i. Pruebas Solemnes: Se realizarán tres durante el Semestre, en las fechas y horas que la calendarización detalla. ii. Seminarios: Se realizarán en las últimas clases de cátedra y serán sobre los temas de medio ambiente. iii. Controles de ayudantía: Se realizará en las ayudantías talleres grupales en horario de ayudantía detallados en la calendarización del curso. iv. Examen: Al final del curso y en la fecha detallada en la programación, se realizará el examen del curso, el cual comprende TODOS los tópicos revisados durante el semestre. iv. Solemne Recuperativa: Todos los alumnos que no asistan a las solemnes, deben presentar certificado médico y comprobante de atención con la coordinadora docente Srta. Daniela Acuña y podrán rendir una prueba recuperativa en la cual se evaluarán TODOS los tópicos revisados durante el semestre. Esta se realizará en una fecha y horario único especificado en la calendarización de este curso. En el Departamento de Ciencias Químicas no se aplicará en ningún curso, el artículo 35 del reglamento de pregrado. . Las ponderaciones de cada tipo de actividad en la calificación final del curso se detallan en el programa de Asignatura, adjunto al final de este documento. Nota de Presentación = [S1*0,20 + S2*0,20 + S3*0,20 + Sem 1 * 0,20 + Talleres grupales* 0,20 6 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Nota Final = (Nota Presentación * 0,70) + (Nota examen * 0,30) (*) SI LA NOTA DE PRESENTACIÓN ES IGUAL O SUPERIOR A CINCO (5,0), EL ALUMNO PODRÍA SER EXIMIDO. 4.2. Normas Generales a) b) c) d) Cada alumno deberá identificarse durante el desarrollo de una evaluación mediante su Tarjeta Universitaria o Cédula de Identidad. No se permitirá rendir una evaluación a quien no se encuentre oficialmente en la lista de curso. ATENCIÓN: Si por algún motivo administrativo este es su caso, acérquese al coordinador del curso del Departamento de Ciencias Químicas ANTES de la evaluación en cuestión, para revisión de su caso. No estará permitido el uso de cualquier tipo de material durante las evaluaciones: tablas periódicas, libros, apuntes. Esto también incluye TELEFONOS CELULARES, reproductores mp3, etc. La evaluación de cada pregunta es una prerrogativa exclusiva de su Profesor, por lo que el Coordinador Académico no considerará solicitudes de recorrecciones de preguntas de Solemnes. Cada profesor publicará en Portal Luminis los resultados de cada prueba Solemne a más tardar 15 días después que ésta se ha efectuado, junto con la Pauta de Corrección empleada. Igualmente, se dedicará una parte de la clase u horario establecido fuera de ella, para revisar la Prueba Solemne, explicar su corrección y recibir comentarios y dudas. Luego de esto las pruebas serán devueltas a los alumnos SIN DERECHO a reclamos posteriores de ninguna especie. 4.3. Comportamiento inadecuado durante cualquier Evaluación Se considerará comportamiento inadecuado (y por ende sancionable) durante la evaluación: a) b) c) d) e) f) g) Copiar a algún compañero. Copiar desde material no autorizado (torpedo). Soplar a algún compañero. Suplantar a algún compañero en la rendición de alguna evaluación. No firmar la lista de asistencia a evaluación encontrándose en esta de hacerlo por un compañero que no este presente. No entregar su prueba al finalizar la evaluación. Alterar su instrumento de evaluación una vez finalizada esta, o durante el proceso de revisión. La mínima sanción aplicable en cada uno de estos casos es la nota mínima (1,0) en la evaluación. 7 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 4.4. Inasistencia a una Evaluación Las INASISTENCIAS A LAS PRUEBAS SOLEMNES deberán ser justificadas con la Coordinadora Docente Daniela Acuña Maldonado. Los estudiantes debidamente justificados podrán rendir una prueba recuperativa en la cual se evaluarán TODOS los tópicos revisados durante el semestre. Esta se realizará en una fecha y horario único especificado en la calendarización de este curso. 4.5. Eximición Quienes de acuerdo al sistema Luminis posean nota de presentación a examen mayor o igual que 5,0 (sin importar si hay algún rojo en alguna evaluación) tendrán el derecho a eximirse de dar el examen. La eximición no obliga, es optativa, si alguien que se exime desea rendir el examen para mejorar su nota final puede hacerlo, más una vez rendido el examen la nota DEBERÁ ser incluida en el promedio, cualquiera que esta sea. 4.6. Aprobación Se entenderá que el curso esta aprobado cuando la ponderación final de notas de acuerdo a lo descrito en el Programa de la Asignatura realizada por el Sistema Luminis es igual o superior a 4,0. NO EXISTEN INSTANCIAS ADICIONALES DE EVALUACIÓN de ningún tipo, ya sean escritas u orales. Sólo en el caso que el Profesor lo estime pertinente podrá citar a Comisión Académica para revisar en conjunto la corrección del examen. En dicha comisión estará incluido junto al Profesor, el Coordinador de la Asignatura y algún otro académico especialista del Departamento de Ciencias Químicas. 4.7 Equipo Académico del Curso. NRC 7346 Secció n 1 Profesor DAYAN PAEZ HERNANDEZ Actividad Horario Sala MODULOS Cátedra M 5-6 J 5-6 R2 504 R5 404 2 KARINA DEL PILAR CABEZAS RÍOS MARGARITA OTERO CANO Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 PEND. R2 604 R2 002 7348 3 JEAN PIERRE APABLAZA DIAZ SAMUEL ALEXEI CORTÉS ALEMANY Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 R4 303 R2 401 R2 204 7349 4 ALEJANDRO FONSECA CARDENAS NADA AMANDA TERESA FIERRO MONTI Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 R5 404 R3 208 R2 301 7347 8 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 SAMIRNA TERESITA RUIZ MANCHOLA Ayudantía M 7-8 PEND 5 ARIELA LESLIA LAVADO SEPULVEDA Cátedra M 5-6 J 5-6 R2 301 R2 401 6 JOSE MANUEL CATALAN LAVIN LEONARDO HERNAN FUENTES VILLAGRAN Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 R5 405 R3 306 R2 504 7 LEONARDO HERNAN FUENTES VILLAGRAN ROSA M. HERRERA CISTERNA Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 PEND. R3 307 R2 604 7353 8 ROSA M. HERRERA CISTERNA CAROLINA OLEA ULLOA Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 PEND. R3 301 R5 405 7354 9 CAROLINA OLEA ULLOA CRISTIAN LINARES FLORES Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 PEND. R1 204 R1 212. 10 CRISTIAN LINARES FLORES SAMUEL ALEXEI CORTÉS ALEMANY Ayudantía Cátedra M 7-8 M 1-2 J 1-2 PEND. R5 402 R4 303 11 KARINA DEL PILAR CABEZAS RÍOS MARIA N. SALAZAR DINATOR Ayudantía Cátedra M 9-10 M 1-2 J 1-2 R1 404 R2 504 R2 001 12 ALEJANDRO FONSECA CARDENAS ANA MARIA RUFS BELLIZZIA Ayudantía Cátedra M 9-10 M 5-6 J 5-6 R1 307 R1 401. R5 303 7359 13 ANA MARIA RUFS BELLIZZIA RAFAEL EDUARDO CASTRO OLIVARES Ayudantía Cátedra M 7-8 M 5-6 J 5-6 PEND. R2 601 R10 001 7360 100 RAFAEL EDUARDO CASTRO OLIVARES JUAN MAURICIO LINARES FLORES Ayudantía Cátedra M 9-10 Sa 1-4 PEND. R1 212 Ayudantía Sa 7- 8 R1 212 101 JOSE S. FIGUEROA DUARTE ROSA M. HERRERA CISTERNA Cátedra Sa 1-4 R1 316 Ayudantía Sa 7- 8 R1 316 102 ROSA M. HERRERA CISTERNA JOSE S. FIGUEROA DUARTE Cátedra M 1-4 R7 101 Ayudantía S 7-8 R1 309 7350 7351 7352 7355 7356 7357 7361 10916 9 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 5. Actividades El curso consta de dos tipos de actividades formales: Clases de Cátedra y Clases de Ayudantía. 5.1 Clases de Cátedra El Profesor expondrá los contenidos y conceptos que forman parte del Programa de Asignatura. La asistencia, al menos al 80% de las clases de la cátedra, es requisito para aprobar la asignatura 5.2 Clase de Ayudantía El Ayudante ejercitará los conceptos que se han revisado en la clase de Cátedra. 5.3 Tutorías Las tutorías constituyen un medio para la resolución de problemas de aprendizaje en el área de química, implementadas para atender a estudiantes que cursan aquellos cursos de química general para carreras de las siguientes áreas:  Ingeniería  Salud  Ciencias  Bachillerato en Ciencias  Otras Las tutorías las realiza el Profesor del departamento de química, Samuel Cortés Alemany en el edificio R-6 (Biblioteca), quinto piso, sala DCQ. 10 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 6. CALENDARIO DE CONTENIDOS Y ACTIVIDADES SEM. 1 2 3 4 5 6 DÍA FECHA CLASES DE CATEDRA Unidad I: Estequiometría ¿Qué es la química? ¿Como se puede comprender el cambio químico? Nomenclatura Inorgánica Ecuaciones químicas: Escritura y balanceo de ecuaciones. lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles 4 de Agosto 5 de Agosto 6 de Agosto 7 de Agosto 8 de Agosto 9 de Agosto 10 de Agosto 11 de Agosto 12 de Agosto 13 de Agosto 14 de Agosto 15 de Agosto 16 de Agosto 17 de Agosto 18 de Agosto 19 de Agosto 20 de Agosto 21 de Agosto 22 de Agosto 23 de Agosto 24 de Agosto 25 de Agosto 26 de Agosto 27 de Agosto jueves 28 de Agosto Unidad III: Energía y Sociedad Formas de energía. Sistemas. viernes 29 de Agosto Entalpía de reacción, de formación y de combustión sábado 30 de Agosto Pesos atómicos y moleculares. Escala de masas atómicas. El mol. Reactivo limitante, rendimiento de una reacción. CLASES DE AYUDANTÍA (no hay actividades) INICIO DE AYUDANTÍAS Ayudantía 1 Unidad I FERIADO LEGAL FERIADO ESTUDIANTIL Unidad II: Gases y Atmósfera Características generales de los gases. Presión de gases y el manómetro. Leyes de los gases. Peso Molecular y densidad de los gases. Ayudantía 2 TALLER GRUPAL 1 Unidad I La Atmósfera y el aire que respiramos. Mezclas de gases y presiones parciales. Ayudantía 3 Unidad II REPASO SOLEMNE 1 domingo lunes martes 31 de Agosto 01 de Septiembre 02 de Septiembre Ley de Hess miércoles 03 de Septiembre Transferencia de energía jueves Fuentes de energía. 04 de Septiembre Uso de Energías renovables. Calentamiento global viernes 05 de Septiembre Huella de Carbono y huella del agua sábado domingo lunes 06 de Septiembre Como son? Como se calculan? (Unidad I y II) 07 de Septiembre 08 de Septiembre Unidad IV: Química en Solución y Equilibrio 9 de Septiembre Ayudantía 4 10 de Septiembre Composición de soluciones. %m/m, %m/v, ppm, M y m. Unidad I 11 de Septiembre Unidades de concentración de las disoluciones TALLER GRUPAL 2 12 de Septiembre 13 de Septiembre 14 de Septiembre martes miércoles jueves viernes sábado domingo SOLEMNE 1 (en horario de ayudantía) 11 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 7 8 9 10 11 12 lunes martes 15 de Septiembre FERIADO ESTUDIANTIL 16 de Septiembre FERIADO ESTUDIANTIL miércoles 17 de Septiembre FERIADO ESTUDIANTIL jueves 18 de Septiembre FERIADO LEGAL viernes sábado domingo lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes 19 de Septiembre FERIADO LEGAL 20 de Septiembre 21 de Septiembre 22 de Septiembre 23 de Septiembre Diluciones. 24 de Septiembre Electrólitos fuertes y débiles: Bases, ácidos y sales 25 de Septiembre Reacciones de precipitación. Concepto de solubilidad 26 de Septiembre Conceptos globales de Equilibrio Químico. 27 de Septiembre 28 de Septiembre 29 de Septiembre martes 30 de Septiembre Principio de Le Chatelier. Desplazamiento del equilibrio. Constantes de equilibrio Kc y Kp. Concentraciones en el equilibrio. Ayudantía 5 Unidad IV TALLER GRUPAL 3 Unidad II Ayudantía 6 miércoles 01 de Octubre Unidad IV jueves 02 de Octubre viernes sábado domingo 03 de Octubre 04 de Octubre 05 de Octubre lunes 06 de Octubre Equilibrio ácido-base. martes 07 de Octubre Disociación del agua. Producto iónico del agua. miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles 08 de Octubre 09 de Octubre 10de Octubre 11 de Octubre 12 de Octubre 13 de Octubre 14 de Octubre 15 de Octubre Concepto de pH. Escalas de pH. Otras escalas “p” Constantes de acidez y basicidad jueves 16 de Octubre viernes 17 de Octubre ayudantía) Unidad III y Unidad IV sábado domingo 18 de Octubre 19 de Octubre Hasta Equilibrio gggaseoso Gaseoso lunes 20 de Octubre martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes 21 de Octubre 22 de Octubre 23 de Octubre 24 de Octubre 25 de Octubre 26 de Octubre 27 de Octubre martes 28 de Octubre miércoles jueves viernes 29 de Octubre 30 de Octubre 31 de Octubre TALLER GRUPAL 4 Unidad III Ayudantía 7 Unidad IV REPASO SOLEMNE 2 Cálculos de pH de ácido y bases fuertes y débiles Relación entre ellas Ka y Kb. Hidrólisis de Sales Unidad V: Química Orgánica y de la Vida La Química del carbono. Enlace en el carbono. Hibridación. SOLEMNE 2 (en horario de Ayudantía 8 TALLER GRUPAL 5 Unidad IV CELEBRACIÓN ANIVERSARIO UNAB (NO PROGRAMAR ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN) Clases de Compuestos Orgánicos. Ayudantía 9 Unidad V FERIADO LEGAL 12 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 13 Noviembre FERIADO LEGAL (DIA DE TODOS LOS SANTOS) Noviembre Noviembre Noviembre Nomenclatura alcano, alquenos y alquinos Noviembre sábado domingo Lunes martes miércoles 01 de 02 de 03 de 04 de 05 de jueves 06 de Noviembre viernes sábado domingo 07 de Noviembre 08 de Noviembre 09 de Noviembre lunes 10 de Noviembre martes 14 miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes 11 de 12 de 13 de 14 de 15 de 16 de 17 de 18 de 15 miércoles 19 de Noviembre jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles 20 de 21 de 22 de 23 de 24 de 25 de 26 de jueves 27 de Noviembre viernes 28 de Noviembre sábado 29 de Noviembre domingo lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo lunes martes miércoles jueves viernes sábado domingo 30 de Noviembre 01 de Diciembre 0 2 de Diciembre 03 de Diciembre 04 de Diciembre 05 de Diciembre 06de Diciembre 07 de Diciembre 08 de Diciembre 0 9 de Diciembre 10 de Diciembre 11 de Diciembre 12 de Diciembre 13de Diciembre 14 de Diciembre 16 Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre Noviembre ENTREGA INFORME SEMINARIOS Y RESUMEN DIGITAL Ayudantía 10 TALLER GRUPAL 6 Unidad IV y V REPASO SOLEMNE EXPOSICION DE SEMINARIOS Ayudantía 11 REPASO SOLEMNE 3 EXPOSICION DE SEMINARIOS SOLEMNE 3 (en horario de ayudantía) Ayudantía 12 EXPOSICION DE SEMINARIOS REPASO PARA EL EXAMEN SOLEMNE RECUPERATIVA (en horario ayudantía) PERIODO DE EXAMENES FINALES EXAMEN FINAL MODULO 7-8 EXAMEN FINAL MODULO 7-8 VESPERTINO 13 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 7. BIBLIOGRAFÍA 7.1 Bibliografía Obligatoria   7.2 Química. La Ciencia Central. T. L. Brown ,H. E. Lemay and B. Bursten. 7ª Edición, Prentice Hall Hispanoamericana S.A.., 1998. Química. R. Chang, 4ª Edición, Mc Graw-Hill, 1992. Bibliografía recomendada     Química General. K. W. Whitten, R. E. Davis y M. L. Peck, Mc Graw-Hill, 5ª Edición, 1998. Química General. D. D. Ebbing, Mc Graw-Hill, 5ª Edición, 1996. Chemistry. S.Zumdahl. D.C.Heath and Co. 1986 General Chemistry. 2nd Edition. D. A. McQuarrie and P.A. Rock. W.H.Freeman and Co. 1987. TABLA PERIÓDICA 14 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº1 UNIDAD Nº1 ESTEQUIOMETRÍA Objetivos específicos de la Unidad 1 1) Nomenclatura 2) Ecuaciones químicas: Escritura y balanceo de ecuaciones. 3) Ecuaciones químicas: Escritura y balanceo de ecuaciones. 4) Pesos atómicos y moleculares. Escala de masas atómicas. 5) El mol. 6) Reactivo limitante, rendimiento de una reacción. LAS RESPUESTAS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE JUSTIFICADAS EN LOS CASOS EN QUE SE SOLICITA. (RESPUESTAS SIN JUSTIFICACIÓN NO TIENEN VALIDEZ) BIBLIOGRAFIA: BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 3 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 3 3.- Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición, 2003 Capítulos 2, 3 y 4 15 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1. Equilibrar las siguientes ecuaciones químicas: a) Fe + O2 b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q r) 2. FeO Fe + O2 Fe2O3 Cu + O2 Cu2O S + O2 SO2 Cl2 + O2 Cl2O5 Mn + O2 MnO3 I2 + O2 I2O7 FeO + H2O Fe(OH)2 Fe2O3 + H2O Fe(OH)3 Li2O + H2O LiOH Cl2O + H2O HClO Cl2O3 + H2O HClO2 Cl2O5 + H2O HClO3 Cl2O7 + H2O HClO4 SO2 + H2O H2SO3 SO3 + H2O H2SO4 HClO3 + NaOH NaClO3 + H2O HNO3 + Ca(OH)2 Ca(NO3)2 + H2O Determine las masas molares de estos compuestos: a) KBr Indique cálculo de justificación: b) Na2SO4 c) Pb(NO3)2 16 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) C2H5OH e) HC2H3O2 f) Fe3O4 g) C12H22O11 h) Al2(SO4)3 i) Mn2O3 j) Mg3N2 k) C3H5(NO3)3 l) Cu(NO3)2 m) Al2(SO4)3 3. Si Ud. dispone de 0.330 moles de cada uno de los elementos siguientes: Be, B, Br, Ba, y Bi. ¿Qué muestra tiene la masa más grande? a) Be Indique cálculo de justificación: b) B c) Br d) Ba e) Bi 4. Si Ud. tiene 4,15 g de cada uno de los elementos siguientes: Ca, Cu, Ce, Cs, Cf. ¿Qué muestra contiene el número más grande de átomos? a) Ca Indique cálculo de justificación: b) Cu c) Ce d) Cs e) Cf 5. El número de moles en 0,41 g de titanio es: a) 9,1 × 10-4 mol Indique cálculo de justificación: b) 8,6 × 10-3 mol c) 0,051 mol 17 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) 2,0 × 101 mol e) 1,2 × 102 mol 6. Calcule el número de moles en 39 g de Si. a) 9,1 × 10-4 mol Indique cálculo de justificación: b) 0,72 mol c) 1,4 mol d) 11 mol e) 1,1 x 103 mol 7. ¿Cuál es la masa de 5,1 mol de P? a) 6,3 × 10-3 g Indique cálculo de justificación: b) 1,6 × 10-1 g c) 6,1 g d) 1,6 × 102 g e) 2.0 × 102 g 8. Ciertas monedas pesan 2,46 g y contienen 97% de Zn y 3,0% de Cu. ¿Cuántos moles de cobre contienen? a) 0,0012 mol Indique cálculo de justificación: b) 0,014 mol c) 0,038 mol d) 0,040 mol e) 25 mol 18 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 9. La densidad del litio es 0,546 g/cm3. ¿Qué volumen ocupan 1,96 x 1023 átomos de litio? a) 0,0859 cm3 Indique cálculo de justificación: b) 0,596 cm3 c) 4,14 cm3 d) 5,63 cm3 e) 39,0 cm3 10. La densidad del hierro es 7,87 g/ cm3. ¿Calcule el número de los átomos del hierro presentes en un cubo que tenga un borde de 3,00 centímetros. a) 1,75 x 1021 átomos Indique cálculo de justificación: b) 3,69 x 1022 átomos c) 1,75 x 1023 átomos d) 2,29 x 1024 átomos e) 1,28 x 1026 átomos 11. Calcule la composición porcentual de la clorofila (C 55H72MgN4O5) a) 63,96%C; 11,07% H; 4,72% Mg; 9,27%N; 10,96% O Indique cálculo de justificación: b) 73,96%C; 6,07% H; 3,72% Mg; 7,27%N; 8,96% O c) 73,96%C; 8,07% H; 2,72% Mg; 6,27%N; 8,96% O d) 83,96%C; 4,07% H; 1,72% Mg; 4,27%N; 5,96% O e) 83,96%C; 5,07% H; 1,72% Mg; 2,27%N; 6,96% O 19 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 12. Determinar la composición porcentual de la esmeralda: Be 3Al2Si6O18 a) 3,02%Be; 10,05%Al; 33,35%Si; 53,58%O Indique cálculo de justificación: b) 3,02%Be; 8,05%Al; 33,35%Si; 55,58%O c) 5,02%Be; 8,05%Al; 31,35%Si; 55,58%O d) 5,02%Be; 8,05%Al; 31,35%Si; 55,58%O e) 5,02%Be; 10,05%Al; 31,35%Si; 53,58%O 13. El alcohol del “gasohol” se quema de acuerdo con la ecuación siguiente: C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O cuántos moles de CO2 se producen cuando se queman 3.00 mol de C 2H5OH de esta manera. a) 3.00 Indique cálculo de justificación: b) 6.00 c) 2.00 d) 4.00 e) 1.00 14. Un fabricante de bicicletas dispone de 5350 ruedas, 3023 marcos y 2655 manubrios. ¿Cuántas bicicletas puede fabricar con estas partes? a) 1335 bicicletas Indique cálculo de justificación: b) 2655 bicicletas c) 2675 bicicletas d) 3023 bicicletas 20 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) 5350 bicicletas 15. Convierta la descripción siguiente en una ecuación balanceada: Cuando se hace pasar amoniaco gaseoso, NH3, sobre sodio caliente, se desprende hidrógeno gaseoso y se forma amida de sodio, NaNH 2, como producto sólido. No olvide indicar el estado de cada compuesto. a) 2NH3 + Na → 2NaNH2 + H2 b) NH3 + Na → NaNH2 + H2 c) 2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2 d) 2NH3(g) + 2Na(s) → 2NaNH2(s) + H2(l) e) 2NH3(g) + 2Na(s) → 2NaNH2(s) + H2(g) 16. Balancee la ecuación siguiente e indique si se trata de una reacción de combustión, de combinación o de descomposición: Li + N2 Li3N a) 6Li + N2 →2Li3N, reacción de combinación b) 6Li + N2 → 2Li3N, reacción de descomposición c) Li + N2 → 3Li3N, combinación d) Li + N2 → 3Li3N, descomposición e) 6Li + N2 → 2Li3N, combusión 17. Balancee la ecuación siguiente e indique si se trata de una reacción de combustión, de combinación o de descomposición: H2O2(l) H2O(l) + O2(g) a) H2O2(l) → H2O(l) + O2(g), reacción de descomposición b) H2O2(l) →H2O(l) + (1/2)O2(g), reacción de combinación c) H2O2(l) → H2O(l) + O2(g), reacción de combustión d) 2H2O2(l) → 2H2O(l) + O2(g), reacción de descomposición e) H2O2(l) → H2O(l) + (1/2)O2(g), reacción de descomposición 21 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 18. Con base en la fórmula estructural siguiente, calcule el porcentaje de carbono presente. (CH2CO)2C6H3(COOH) a) 64.70 por ciento Indique cálculo de justificación: b) 65.83 por ciento c) 66.67 por ciento d) 69.25 por ciento e) 76.73 por ciento 19. Una muestra de glucosa C H O , contiene 4.0 x 1022 átomos de carbono. ¿Cuántos 6 12 6 átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de glucosa contiene la muestra? a) 8.0 x 1022 átomos of H, 8.0 x 1022 moléculas de glucosa Indique cálculo de justificación: b) 8.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1022 moléculas de glucosa c) 4.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1022 moléculas de glucosa d) 8.0 x 1022 átomos de H, 6.7 x 1021 moléculas de glucosa e) 8.0 x 1022 átomos de H, 2.4 x 1023 moléculas de glucosa 22 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 20. ¿Cuál es la masa en gramos de 0.257 mol de sacarosa,C 12H22O11? a) 342 g Indique cálculo de justificación: b) 7.51 x 10-5 g c) 88.0 g d) 8.80 g e) 12.5 g 21. Cuál es la fórmula molecular del compuesto siguiente? fórmula empírica CH, masa molar 78 g/mol. Formula empirica, es la forma mas simple de representar la composición del compuesto. a) CH Indique cálculo de justificación: b) C2H2 c) C3H3 d) C4H4 e) C6H6 22. La fermentación de glucosa, C6H12O6, produce alcohol etílico, C2H5OH, y dióxido de carbono: C6H12O6 (ac) → 2C2H5OH(ac) + 2CO2(g) ¿Cuántos gramos de etanol se pueden producir a partir de 10.0 g de glucosa? a) 10.0 g Indique cálculo de justificación: b) 2.56 g c) 5.11 g d) 4.89 g e) 5.00 g 23 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 23. Las bolsas de aire para automóvil se inflan cuando se descompone rápidamente azida de sodio, NaN3, en los elementos que la componen según la reacción 2NaN3 → 2Na + 3N2 ¿Cuántos gramos de azida de sodio se necesitan para formar 5.00 g de nitrógeno gaseoso? a) 9.11 g Indique cálculo de justificación: b) 8.81 g c) 7.74 g d) 3.33 g e) 6.66 g 24. El carburo de silicio, SiC, se conoce por el nombre común de carborundum. Esta dura sustancia, que se utiliza comercialmente como abrasivo, se prepara calentando SiO 2 y C a temperaturas elevadas: SiO2(s) + 3C(s) → SiC(s) + 2CO(g) ¿Cuántos gramos de SiC se pueden formar cuando se permite que reaccionen 3.00 g de SiO2 y 4.50 g de C? a) 2.00 g Indique cálculo de justificación: b) 3.00 g c) 5.01 g d) 10.02 e) 15.0 g 25. Calcule el porcentaje de carbono presente en la cadaverina, C 5H14N2, un compuesto presente en la carne en descomposición. a) 67.4 por ciento de C Indique cálculo de justificación: b) 58.8 por ciento de C c) 51.7 por ciento de C d) 56.2 por ciento de C e) 68.2 por ciento de C 24 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 26. Una muestra de vitamina A, C H O, contiene 4.0 x 1022 átomos de carbono. 20 30 ¿Cuántos átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de vitamina A contiene la muestra? a) 6.0 x 1022 átomos de H, Indique cálculo de justificación: 4.0 x 1022 moléculas de vitamina A b) 4.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1022 moléculas de vitamina A c) 6.0 x 1022 átomos de H, 2.0 x 1021 moléculas de vitamina A d) 6.0 x 1022 átomos de H, 8.0 x 1023 moléculas de vitamina A e) 3.0 x 1022 átomos de H, 4.0 x 1023 moléculas de vitamina A 27. Calcule la masa en gramos de 0.0112 mol de beta fructosa, C 6H12O6 a) 0.0112 g Indique cálculo de justificación: b) 180 g c) 1.12 g d) 2.02 g e) 0.0202 g 28. Calcule el número de moléculas presentes en 6.2 g de formaldehído, CH 2O. a) 6.0 x 1023 Indique cálculo de justificación: b) 3.7 x 1024 c) 1.2 x 1023 d) 2.4 x 1023 e) 1.2 x 1022 25 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 29. Indique la fórmula empírica del compuesto siguiente si una muestra contiene 57.9 por ciento de C, 3.6 por ciento de H y 38.6 por ciento de O en masa. a) C2HO Indique cálculo de justificación: b) C4H3O2 c) C8H6O4 d) C12H9O6 e) C10H6O3 30. El octano se quema de acuerdo con la ecuación siguiente: 2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O ¿Cuántos gramos de CO2 se producen cuando se queman 5.00 g de C8H18 a) 40.0 g Indique cálculo de justificación: b) 0.351 g c) 15.4 g d) 30.9 g e) 0.167 g 31. El CO2 que los astronautas exhalan se extraer de la atmósfera de la nave espacial por reacción con KOH: CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O ¿Cuántos Kg de CO2 se pueden extraer con 1.00 kg de KOH? a) 0.500 Kg Indique cálculo de justificación: b) 0.786 Kg c) 0.392 Kg d) 1.57 Kg e) 3.12 Kg 26 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 32. Un producto secundario de la reacción que infla las bolsas de aire para automóvil es sodio, que es muy reactivo y puede encenderse en el aire. El sodio que se produce durante el proceso de inflado reacciona con otro compuesto que se agrega al contenido de la bolsa, KNO3, según la reacción 10Na + 2KNO3 → K2O + 5Na2O + N2 ¿Cuántos gramos de KNO3 se necesitan para eliminar 5.00 g de Na? a) 110 g Indique cálculo de justificación: b) 2.20 g c) 4.40 g d) 1.00 g e) 220 g 33. En la reacción 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO, ¿cuántos gramos de HNO3 se pueden formar cuando se permite que reaccionen 1.00 g de NO 2 y 2.25 g de H2O? a) 0.913 g Indique cálculo de justificación: b) 0.667 g c) 15.7 g d) 1.37 g e) 0.357 g 34. Una muestra de 7,61 g de ácido p-aminobenzoico (compuesto utilizado en los cosméticos con filtros solares) se quemó en corriente de oxígeno y se obtuvo 17,1 g de CO2, 3,50 g de H2O y 0,777 g de N2. El compuesto contiene carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. ES INCORRECTO DECIR QUE i) La muestra contenía 0,389 moles de átomos de C, 0,389 moles de átomos de H y 0,0555 moles de átomos de N ii) La muestra contenía 9,2 g de C; 0,78 g de H y 1,56 g de N iii) Basado en la masa de la muestra original, La muestra contenía 1,77 g de O iv) La fórmula empírica del ácido p-aminobenzoico es C7H7NO2 a) Sólo i Indique cálculo de justificación: b) Sólo ii c) Sólo iii 27 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) i, ii y iv e) ii, iii y iv 35. Una muestra de 1,367 g de un compuesto orgánico se quemó en corriente de aire y dio como resultado 3,002 g de CO2 y 1,640 g de H2O. Si el compuesto sólo contenía C, H y O ysu masa molar determinada experimentalmente es 120 g/mol ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? i) Su fórmula empírica es C3H8O. ii) Su fórmula empírica es C6H16O2 iii) Su fórmula molecular es C3H8O. iv) Su fórmula molecular es C6H16O2 a) i y iii Indique cálculo de justificación: b) i y iv c) ii y iii d) ii y iv e) Ninguna de las Anteriores 36. La combustión del propano produce el dióxido de carbono y vapor de agua. C3H8(g) + 5 O2 (g) → 3 CO2(g) + 4 H2O (g) Todas las afirmaciones siguientes referentes a esta reacción son correctas, EXCEPTO: a) tres moléculas de dióxido de carbono se forman por cada molécula de propano consumida. b) cinco moléculas de oxígeno se consumen por cada molécula de propano consumida. c) cuatro moles de vapor de agua se forman por cada cinco moles de oxígeno 28 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 consumidos. d) la masa combinada de los reactivos consumidos iguala la masa de los productos formados. e) tres gramos de dióxido de carbono se forman por cada cinco gramos de oxígeno consumidos. 37. El cobre reacciona con el ácido nítrico para producir nitrato de cobre (II), dióxido de nitrógeno, y agua. Cu(s) + 4 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + NO2(g) + 2 H2O (l) Si Ud. tiene 0,500 moles de Cu, a) necesita al menos 0,125 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. Indique cálculo de justificación: b) necesita al menos 0,250 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. c) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. d) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 1,00 mol de Cu(NO3)2. e) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 2,00 moles de Cu(NO3)2. 38. El óxido nítrico se fabrica a partir de la oxidación del amoníaco. ¿Cuántos moles de óxido nítrico pueden obtenerse de la reacción de 3,80 mol de NH 3 con 5,15 mol de O2? 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g) a) 3,80 mol Indique cálculo de justificación: b) 4,12 mol c) 5,15 mol d) 6,44 mol e) 8,95 mol 29 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 39. El trióxido de azufre se obtiene de la reacción del dióxido de azufre y oxígeno. ¿Cuántos gramos de SO3 pueden producirse de la reacción de 3,00 g SO 2 con 2,02 g de O2? 2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g) a) 2,53 g Indique cálculo de justificación: b) 3,75 g c) 5,02 g d) 5,05 g e) 10,1 g 40. El magnesio reacciona con el yodo gaseoso a altas temperaturas para producir yoduro de magnesio. ¿Qué masa de MgI2 puede ser producida a partir de la reacción de 4,44 g Mg y 13,4 de I2? a) 2,76 g Indique cálculo de justificación: b) 14,7 g c) 16,0 g d) 17,8 g e) 50,8 g 41. El gas acetileno (C2H2) se prepara por reacción de carburo de calcio (CaC 2) con agua (H2O), de acuerdo con la siguiente reacción: CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Si 2550 Kg de carburo de calcio se tratan con un exceso de agua se obtienen 867 Kg de acetileno. ¿Cuál será el porcentaje de rendimiento de la reacción?. a) 82,4% Indique cálculo de justificación: b) 78,5% c) 84,2% d) 74,6% e) 86,4% 30 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 42. En un experimento, un estudiante calienta una mezcla de 5,52 g de cobre en polvo con 10,1 g de azufre en polvo. La reacción es 2Cu + S → Cu 2S SON VERDADERAS i) Se obtienen 6,92 g de Cu2S ii) Quedan 4,35 g sin reaccionar del reactivo que está en exceso iii) Quedan 8,71 g sin reaccionar del reactivo que está en exceso a) Sólo i Indique cálculo de justificación: b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) i y iii 43. Una muestra de 10,50 g de una mezcla de carbonato de calcio (CaCO3) y sulfato de calcio se calentó para descomponer el carbonato, de acuerdo a la siguiente ecuación: CaCO3 → CaO + CO2 El CO2 gaseoso escapó y el CaSO4 no se descompone por el calentamiento. La masa final de la muestra es 7,64 g ¿Qué porcentaje de la mezcla original es CaCO 3? a) 61,9 % Indique cálculo de justificación: b) 63,5 % c) 67,1 % d) 69,4 % e) 72,8 % 31 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 44. Escriba la fómula de los siguientes compuestos: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q) r) s) t) Hidruro plúmbico Monóxido de cobre Cloruro de cromo (II) Ácido yodhídrico Hidróxido aúrico Borano Nitrato de calcio Óxido clórico Acido nitroso Hidróxido de plomo (II) Sulfato férrico Sulfuro de potasio Hidruro deestaño II Acido Sulfuroso Acido Bromhídrico Amoniaco Trióxido de azufre Bromuro deniquel III Ácido nítrico Óxido perbrómico 45. Diga el nombre de los siguientes compuestos a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q) r) s) CuNO3 H2SO4 NaBr Sn(OH)4 Ag2O CuSO4 FeCl2 H2S BaO2 Ni2(SO4)3 Fe(OH)2 H2CO3 MnO2 Ca(OH)2 CoS HCl H2SO2 SiH4 CuO 32 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1 a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q) r) 2 2 4 4 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 Fe Fe Cu S Cl2 Mn I2 FeO Fe2O3 Li2O Cl2O Cl2O3 Cl2O5 Cl2O7 SO2 SO3 HClO3 + + + + + + + + + + + + + + + + + HNO3 + 1 O2 3 O2 1 O2 1 O2 5 O2 3 O2 7 O2 1 H2O 3 H2O 1 H2O 1 H2O 1 H2O 1 H2O 1 H2O 1 H2O 1 H2O 1 NaOH Ca(OH 1 )2 → → → → → → → → → → → → → → → → → 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 → 1 FeO Fe2O3 Cu2O SO2 Cl2O5 MnO3 I2O7 Fe(OH)2 Fe(OH)3 LiOH HClO HClO2 HClO3 HClO4 H2SO3 H2SO4 NaClO3 + Ca(NO3)2 + 1 2 H2O H2O a) 11,00 g/mol f) 231,54 g/mol k) 227,08 g/mol b) 142,04 g/mol g) 342,30 g/mol l) 155,56 g/mol c) 331,21 g/mol h) 342,15 g/mol m) 316,95 g/mol d) 46,07 g/mol i) 86,94 g/mol e) 60,05 g/mol j) 100,93 g/mol 3 e 11 c 19 d 27 d 4 a 12 e 20 c 28 b 5 b 13 b 21 e 29 c 6 c 14 b 22 c 30 c 7 d 15 e 23 c 31 c 8 a 16 a 24 a 32 c 9 c 17 d 25 b 33 a 10 d 18 a 26 c 34 b 38 a 42 e 35 b 39 b 43 a 36 e 40 b 37 c 41 c 33 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 46. b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q) r) s) t) u) PbH4 CuO CrCl2 HI Au(OH)3 BH3 Ca2NO3 Cl2O5 HNO2 Pb(OH)2 Fe2 (SO4)3 K2S SnH2 H2SO3 HBr NH3 SO3 NiBr3 HNO3 Br2O7 a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) l) m) n) o) p) q) r) s) t) Nitrato cuproso Acido sulfúrico Bromuro de sódio Hidróxido de estaño IV Oxido de plata Sulfato cúprico Cloruro cuproso Acido sulfhídrico Oxido de bário Sulfato de níquel III Hidróxido ferroso Acido carbônico Oxido de manganeso IV Hidróxido de calcio Sulfuro de cobalto II Acido clorhídrico Acido sulfuroso Hidruro de silicio IV Oxido de cobre II 47. 34 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº2 UNIDAD Nº2 GASES Y ATMOSFERA Objetivos específicos de la Unidad 5 1) Características generales de los Gases 2) Presión de Gases y el Manómetro 3) Leyes de los Gases: Ley de Boyle. Ley de Charles. Ley de Avogadro 4) Ecuación de los Gases Ideales y su Relación con las Leyes de los Gases 5) Peso Molecular y Densidad de los Gases 6) Mezclas de Gases y Presiones Parciales. Ley de Dalton LAS RESPUESTAS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE JUSTIFICADAS EN LOS CASOS EN QUE SE SOLICITA. (RESPUESTAS SIN JUSTIFICACIÓN NO TIENEN VALIDEZ) BIBLIOGRAFIA: BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 5 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 10 3.- Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición, 2003 Capítulo 12 35 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1.- Ordene en forma creciente las siguientes presiones: 623 mm Hg, 133 kPa, 0,155 atm, y 0,500 bar. a) 0,500 bar < 623 mm Hg < 133 kPa < 0,155 atm Indique cálculo de justificación: b) 0,155 atm < 0.500 bar < 623 mm Hg < 133 kPa c) 0,155 atm < 623 mm Hg < 0,500 bar < 133 kPa d) 623 mm Hg < 0,500 bar < 133 kPa < 0,155 atm e) 133 kPa < 0,155 atm < 0.500 bar < 623 mm Hg 2.- Convertir 82,1 kPa a mm Hg a) 0,810 mm Hg Indique cálculo de justificación: b) 10,9 mm Hg c) 616 mm Hg d) 2,40 × 103 mm Hg e) 6,32 × 106 mm Hg 3.- A 0,984 atmósferas, la altura del mercurio en un barómetro es de 74,8 cm. ¿Si el mercurio fuera substituido por agua, qué altura de agua (en cm) soportaría esta presión? Las densidades del Hg y de H2O son 13,5 g/cm3 y 1,00 g/cm3, respectivamente. a) 5,54 cm Indique cálculo de justificación: b) 13,3 cm c) 994 cm d) 1,01 × 103 cm e) 1,84 × 105 cm 36 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 4.- ¿Qué muestra de gas tiene la densidad más elevada con la misma presión y la misma temperatura? a) 4,0 L de CO2. Indique cálculo de justificación: b) 8,0 L de CO2. c) 2,0 L de Cl2. d) 2,0 L de N2. e) 1,0 L de N2. 5.- ¿Cuál de los siguientes cambios no aumentará la presión de un gas en un recipiente? a) Añadir más moles de gas. b) Aumentar el volumen del recipiente. c) Disminuir el volumen del recipiente. d) Aumentar la temperatura y reducir el volumen. e) Aumentar la temperatura. 6.- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones no forma parte de la teoría cinético-molecular de los gases? a) Las moléculas de gas se consideran como si no tuviesen ni masa ni volumen. b) Las moléculas de gas actúan independientemente unas de otras. c) La energía total de un gas permanece constante incluso cuando se producen colisiones. d) Las moléculas de gas siguen un movimiento constante y lineal. 7.- Tenemos unas muestras de 2,00 L de N2 y O2 cada una a 25 °C y 3,00 atm. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre estas muestras no es cierta? a) Las muestras de moléculas de gas tienen la misma velocidad media. b) Las muestras de moléculas de gas tienen la misma energía media. c) Las moléculas de N2 generan más colisiones en las paredes del recipiente por unidad de tiempo. d) La muestra de O2 tiene una densidad mayor que la muestra de N2. 37 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 8.- Un gas o vapor determinado se aproxima más a un comportamiento ideal: a) a temperaturas bajas y presiones altas. b) a temperaturas y presiones bajas. c) a temperaturas y presiones altas. d) a temperaturas altas y presiones bajas. e) dependiendo del tipo de gas 9.- Para aumentar el volumen de una cantidad fija de un gas, de 100 cm3 a 200 cm3, hay que: a) aumentar la presión de 1,00 a 2,00 atm a temperatura constante. b) disminuir la temperatura de 50,0 a 25,0 °C a presión constante. c) reducir la presión de 608 mmHg a 0,40 atm a temperatura contante. d) aumentar la temperatura de 200 K a 1.000 K a presión contante. e) disminuir la presión de 760 mmHg a 0,50 atm y disminuir la temperatura de 400 K a 200 K 10. A temperatura constante, 14,0 L de O2 a 0,882 atm se comprimen hasta 1,75 L. ¿Cuál es la presión final de O2? a) 0,111 atm Indique cálculo de justificación: b) 0,142 atm c) 7,06 atm d) 21,6 atm e) 27,8 atm 11. ¿Si el volumen de un gas confinado se cuadruplica mientras que su temperatura permanece constante, qué cambio es el observado? a) La presión del gas disminuirá a 1/4 de su valor original. b) La presión del gas se cuadruplicará. c) La densidad del gas disminuirá a 1/2 su valor original. d) La velocidad media de las moléculas se cuadruplicará. e) La velocidad media de las moléculas se duplicará. 38 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 12. Un cilindro rígido que contiene 3,50 L de H2 a 17 °C y 0,913 atm se cierra herméticamente. Si el cilindro se calienta a 71 °C, ¿Cuál es la presión en el cilindro? a) 0,770 atm Indique cálculo de justificación: b) 1,08 atm c) 2,95 atm d) 3,81 atm e) 13,3 atm 13. Un cilindro firmemente sellado de 5,0 L contiene 781 mm Hg de Ar(g) a 19 °C. Se calienta el cilindro hasta que se dobla la presión. ¿Cuál es la temperatura del gas? a) -127 °C Indique cálculo de justificación: b) 38 °C c) 95 °C d) 149 °C e) 311 °C 14. Un globo se llena con He(g) hasta un volumen de 3,22 L a 32 °C. El globo se coloca en nitrógeno líquido hasta que su temperatura alcanza -132 °C. Asumiendo que la presión permanece constante, ¿Cuál será el volumen de este globo enfriado? a) 0,628 L Indique cálculo de justificación: b) 0,781 L c) 1,24 L d) 1,49 L e) 6,96 L 15. Un cilindro de 0,225 L contiene CH4 a 27 °C y 318 mm Hg. ¿Cuál será la presión del CH4 si el volumen aumenta hasta 0,500 L y la temperatura aumenta a 95 °C? a) 117 mm Hg Indique cálculo de justificación: b) 176 mm Hg c) 503 mm Hg d) 508 mm Hg e) 867 mm Hg 39 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 16. Se tiene un cilindro de 30,0 L con Helio en una presión de 132 atm y a una temperatura de 24 °C. Dicho cilindro se utiliza para llenar globos de 3,00 L a 1,07 atm y 29 °C. ¿Cuántos globos se podrán llenar? Asuma que el cilindro puede proporcionar helio hasta que su presión interna alcanza 1,00 atm (es decir, hay 131 atmósferas de He disponible en el cilindro). a) 1,24 ×103 Indique cálculo de justificación: b) 3,73 x103 c) 3,64 x103 d) 4,18 ×103 e) 1,12 x104 17. La hipótesis de Avogadro indica que volúmenes iguales de gases bajo las mismas condicionesde temperatura y presión tienen igual ________. a) densidades b) velocidades de la partícula c) masas molares d) números de partículas e) masas 18. ¿Cuáles de las relaciones afirmaciones son verdades para los gases? i) El número de moles de un gas es directamente proporcional a su volumen (a presión constante). ii) La presión de un gas es inversamente proporcional a su temperatura en Kelvin (a volumen constante). iii) El volumen de un gas es directamente proporcional a su presión (a temperatura constante). a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) ii y iii 40 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 19. ¿Qué volumen de CO2 a 15 °C y 1,50 atm contiene el mismo número de moléculas que 0,410L de O2 a 35 °C y 3,00 atmósferas? a) 0,192 L Indique cálculo de justificación: b) 0,219 L c) 0,767 L d) 0,820 L e) 1,14 L 20. Si un cilindro de 3,44 L de SO2 a 1,65 atm contiene el mismo número de moléculas que un cilindro de 5,00 L de H2 -7°C y 1,00 atm, cuál es la temperatura (en °C) del SO 2? a) -39 °C Indique cálculo de justificación: b) 29 °C c) 88 °C d) 249 °C e) 575 °C 21. Si 3,67 g CO2 (g) se introduce en un cilindro vacío de 2,50 L a 65 °C, ¿cuál será la presión dentro del cilindro? a) 0,178 atm Indique cálculo de justificación: b) 0,445 atm c) 0,925 atm d) 40,7 atm e) 496 atm 22. La presión en un recipiente cerrado de 20,0 L es de 0,512 atmósferas a 72 °C. ¿Cuántos moles de gas contiene? a) 0,0297 mol Indique cálculo de justificación: b) 0,142 mol c) 0,276 mol d) 0,362 mol e) 1,73 mol 41 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 23. Un cilindro de 50,0 L con Ar (g) tienen una presión de 137 atm a 25 °C. ¿Qué masa de Ar está dentro del cilindro? a) 0,143 g Indique cálculo de justificación: b) 4,48 g c) 918 g d) 2,80 x102 g e) 1,12 x104 g 24. ¿Qué volumen ocuparán 8,50 g de C2H2 a condiciones normales de temperatura y presión? a) 0,670 L Indique cálculo de justificación: b) 7,31 L c) 7,98 L d) 68,7 L e) 191 L 25. ¿Cuáles de los gases siguientes tendrá la mayor densidad a 25 °C y 5,0 atmósferas? a) CH4 Indique cálculo de justificación: b) O2 c) N2 d) F2 e) CO2 26. Calcule la densidad (en g/L) del Kr a 308 K y 527 mm Hg. a) 2,30 g/L Indique cálculo de justificación: b) 4,78 g/L c) 31,1 g/L d) 1,75 × 103 g/L e) 2,36 × 104 g/L 42 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 27. Si la densidad del oxígeno en aire es 0,263 g/L a 25°C, ¿cuál es su presión? a) 0,201 atm Indique cálculo de justificación: b) 0,344 atm c) 0,402 atm d) 2,91 atm e) 6,43 atm 28. ¿A qué temperatura 1,00 atm de Ar(g) tiene la misma densidad que 1,00 atm He(g) a 273,2 K? a) 27,4 K Indique cálculo de justificación: b) 117 K c) 367 K d) 2,73 × 103 K e) 4,71 × 103 K 29. Una masa de 1,663 g de un gas desconocido se introduce en un cilindro vacío de 2,00 L. Si la presión en el cilindro es de 0,544 atmósferas a 78°C, ¿cuál de los gases siguientes podría estar en cilindro? a) N2 Indique cálculo de justificación: b) C2H2 c) NH3 d) HCl e) N2O 43 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 30. A 453 K y 755 mm Hg, ¿qué volumen de N2(g) reaccionará totalmente con 22,2 L de H2(g) para producir NH3(g)? N2 (g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) a) 7,40 L Indique cálculo de justificación: b) 14,8 L c) 22,2 L d) 44,4 L e) 66,6 L 31. ¿Qué volumen de O2(g), medido a 91.2 °C y 743 mm Hg , será producido por la descomposición de 4,88 g KClO3? 2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g) a) 0,305 L Indique cálculo de justificación: b) 1,22 L c) 1,83 L d) 24,0 L e) 37,4 L 32. ¿Qué volumen de O2(g) a 17,7°C y 0,978 atm reacciona con 15,1 g de C 4H10(g) para producir CO2(g) y H2O(l)? a) 2,51 L Indique cálculo de justificación: b) 6,34 L c) 23,5 L d) 41,2 L e) 239 L 33. Si 6,46 L de etanol gaseoso se queman en un exceso de oxigeno, ¿cuál es el volumen máximo de dióxido de carbono producido? Asuma que la temperatura de los reactivos y productos es de 425°C y la presión permanece constante a 1,00 atm CH3CH2OH (g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O (g) a) 6,46 L Indique cálculo de justificación: b) 3,23 L c) 12,9 L d) 19,4 L 44 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) 32,3 L 34.- La síntesis de amoníaco se lleva a cabo según la ecuación equilibrada siguiente: N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) Si 2,75 L de N2 (g) reaccionan con 7,75 L H2(g), ¿cuál es la producción teórica (en litros) de NH3(g)? Asuma que los volúmenes de reactivo y de productos están medidos a las mismas temperatura y presión. a) 2,75 L Indique cálculo de justificación: b) 5,17 L c) 5,50 L d) 10,5 L e) 15,5 L 35. Si 4,00 g de S8 reaccionan con 4,25 L O2 a 39 °C y 1,00 atm, ¿cuál es la masa máxima de SO3 producido? S8(s) + 12 O2(g) → 8 SO3(g) a) 2,83 g Indique cálculo de justificación: b) 8,86 g c) 9,99 g d) 13,3 g e) 19,9 g 36. El ácido clorhídrico reacciona con cinc para producir hidrógeno según la reacción: 2 HCl (aq) + Zn(s) → ZnCl 2(aq) + H2(g) Si 750,0 ml de HCl 0,250 M se combinan con 5,98 g de Zn (s), ¿qué volumen de gas de hidrógeno seco puede ser producido? Asuma que la temperatura y la presión del gas son 25 °C y 742 mm Hg, respectivamente. a) 1,97 L Indique cálculo de justificación: b) 2,29 L c) 2,35 L d) 4,58 L e) 4,70 L 45 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 37. La fórmula empírica de cierto hidrocarburo es CH 2. Cuando 0,120 moles de dicho hidrocarburo se queman por completo en un exceso de oxígeno, se producen 17,7 L de CO2 (g) a 27 °C y 1,00 atm. ¿Cuál es la fórmula molecular del hidrocarburo? a) C2H2 Indique cálculo de justificación: b) C2H4 c) C3H6 d) C5H10 e) C6H12 38. Un hidrocarburo gaseoso desconocido contiene un 85,63% de C. Si su densidad es 0,426g/L a 0,465 atmósferas y 373 K. ¿Cuál es la fórmula molecular de dicho hidrocarburo? a) C2H4 Indique cálculo de justificación: b) C3H6 c) C4H8 d) C5H10 e) C6H12 39. La nitroglicerina (227,1 g/mol) se descompone según la reacción: 4 C3H5N3O9(l) → 6 N2(g) + 12 CO2(g) + 10 H2O (g) + O2(g) ¿Qué volumen total de gases se produce a 65 °C y 744 mm Hg por descomposición 5,00 g de nitroglicerina? a) 5,95 × 10-3 L Indique cálculo de justificación: b) 0,120 L c) 0,624 d) 4,52 L e) 18,1 L 46 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 40. El agua se puede descomponer por electrólisis para producir hidrógeno y oxígeno gaseosos. ¿Qué masa de agua debe descomponerse para llenar un recipiente de 4,00 L con una mezcla de hidrógeno y de oxígeno a una presión total de 2,63 atmósferas a 298K? 2 H2O (l) → 2 H2(g) + O2(g) a) 5,17 g Indique cálculo de justificación: b) 6,22g c) 7,75g d) 11,6g e) 27,9g 41. El monóxido de carbono reacciona con oxígeno para producir dióxido de carbono: 2 CO (g) + O2(g) → 2 CO2(g) En un cilindro de 1,00 L, 2,40 atm de CO reaccionan con 4,50 atm de O 2. Si se asume que la temperatura permanece constante, ¿Cuál será la presión final en el cilindro? a) 1,20 atm Indique cálculo de justificación: b) 2,40 atm c) 3,30 atm d) 3,60 atm e) 5,70 atm 42. Una mezcla de He y O2 se colocan en un cilindro de 4,00 L a 32 ºC. La presión parcial del He es 2,7 atmósferas y la presión parcial del O 2 es de 1,4 atmósferas. ¿Cuál es la fracción molar de O2? a) 0,224 Indique cálculo de justificación: b) 0,341 c) 0,481 d) 0,518 e) 0,659 47 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 43. Un cilindro de 1,00 L a 298 K contiene una mezcla de Kr y de N 2 a una presión total de 0,940 atm. ¿Si la fracción molar de Kr es 0,455 cuál es la fracción en masa del Kr? a) 0,218 Indique cálculo de justificación: b) 0,286 c) 0,455 d) 0,714 e) 0,782 44. ____NH3 (g) + ___O2 (g) → ____NO(g) + ____H2O(g) Equilibre la ecuación y encuentre cuantos litros de NH 3(g) son necesarios para reaccionar con 1,76 moles de O2 (g) a 5,38 °C y 3,55 atm. a) Coeficientes 4, 5, 4,6: 9,00 L Indique cálculo de justificación: b) Coeficientes 4, 6, 4,6: 0,11 L c) Coeficientes 4, 7, 4,6: 3,00 L d) Coeficientes 4, 5, 3,6: 20,5 L e) Coeficientes 4, 5, 2,6: 0,11 L 45. Una mezcla de gases está formada por 50,0 por ciento de O 2, 25,0 por ciento de N2 y 25,0 por ciento de Cl 2, en masa. En condiciones estándar de temperatura y presión, la presión parcial de: a) O2(g) es igual a 380 Torr. Indique cálculo de justificación: b) N2(g) es igual a 0,25 atm. c) Cl2(g) es igual a 0,25 atm. d) Cl2(g) es mayor de 0,25 atm. e) Cl2(g) es menor de 0,25 atm. 48 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1 b 16 a 31 c 2 c 17 d 32 d 3 d 18 a 33 c 4 c 19 c 34 b 5 b 20 b 35 b 6 a 21 c 36 b 7 a 22 d 37 e 8 d 23 e 38 a 9 c 24 b 39 d 10 e 25 e 40 a 11 a 26 a 41 e 12 b 27 a 42 b 13 e 28 d 43 d 14 d 29 e 44 a 15 b 30 a 45 e 49 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº3 UNIDAD Nº3 ENERGIA Y SOCIEDAD Objetivos específicos de la Unidad 3 1) Formas de energía. Sistemas 2) Entalpía de reacción, de formación y de combustión. Ley de Hess. 3) Transferencia de energía 4) Fuentes de energía. 5) Uso de Energías renovables. 6) Calentamiento global. 7) Huella de Carbono y huella de Agua: Como son? Como se calculan? CORROBORE CADA ECUACION BALANCEADA LAS RESPUESTAS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE JUSTIFICADAS EN LOS CASOS EN QUE SE SOLICITA. (RESPUESTAS SIN JUSTIFICACIÓN NO TIENEN VALIDEZ) BIBLIOGRAFIA: BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 5 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 10 3.- Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición, 2003 Capítulo 12 50 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1.- Formas de Energía. ¿Cual de estas formas de energía es potencial? a) Energía radiante b) Energía eléctrica c) Movimiento d) Energía química e) Sonido 2.- ¿A que tipo de energía corresponde la siguiente descripción? “Energía que es almacenada en la cadena o unión de los átomos y moléculas. La biomasa, el petróleo, el gas natural, propano y carbón son un ejemplo de esta energía almacenada.” a) Energía nuclear b) Energía eléctrica c) Movimiento d) Energía química e) Sonido 4.- Una reacción es espontanea, si: a) Su variación de entalpía es positiva b) Su variación de entalpía es negativa c) La cantidad de reactivos es poca Hrxn = ∑ H(productos) - ∑ H(reactivos) d) La cantidad de reactivos es mucha e) Cuando solo hay un reactivo 5.- ¿Si la cantidad de energía que se desprende al quemar 2 moles de hidrógeno es 115,6 kcal, cuanto se desprende si solo se quemase 1 mol? a) La misma, no depende de la cantidad de materia. b) 111,6 kcal. c) 57,8 kcal. d) 1 kcal. e) No sabe o no responde. 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) + 115,6 kcal ¿Sabia que (g) indica estado gaseoso? ¿(s) indica estado solido? ¿ (l) indica estado liquido? ¿ (ac) indica que esta disuelto? Si ya lo sabia, coméntele a sus compañeros. 51 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 6.- ¿Que cantidad de energía se desprende si se queman 10.0 g de hidrógeno?, Responda de acuerdo a la ecuación en pregunta 5. a) 115,6 kcal b) 111,6 kcal c) 289 kcal. d) 189 kcal. e) 11,5 kcal 7.- ¿Que cantidad de energía se desprende si se queman 10.0 L (diez litros) de hidrógeno en condiciones normales (25°C y 1 atm)?, Responda de acuerdo a la ecuación en pregunta 5. a) 115,6 kcal b) 129 kcal PV=nRT c) 12,9 kcal. d) 237 kcal. e) 23,7 kcal 8.- Para convertir arena (sílice, SiO2 (s)) en silicio ultra-puro (Si(s)), hay que realizar tres procesos distintos, con el fin de asegurar esta ultra pureza que se traduce en un mayor valor agregado: 1) SiO2 (s) + 2 C (s) → Si (s) + 2 CO (g) - 689,9 kJ (Note que Hrxn = + 689,9 kJ ) 2) Si (s) + 2 Cl2 (g) → SiCl4 (g) + 657,0 kJ (Note que Hrxn = -657,0 kJ ) 3) SiCl4 (g) + 2 Mg (s) → 2 MgCl2 (s) + Si (s) + 625,6 kJ (Note que Hrxn = -625,6 kJ ) ¿Que energía es necesaria para convertir un mol de arena en silicio ultra-pura? a) 5,92 kJ b) 59,2 kJ c) 592,7 kJ d) 1000 J e) 10-2 J 52 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 9.- En base al ejercicio 8, ¿Qué energía se necesita para convertir 6,0 g de arena, en silicio ultra-puro? a) 5,92 kJ b) 59,2 kJ c) 592,7 kJ d) 1000 J e) 10-2 J 10. Exprese el resultado del ejercicio 9 en unidades de kcal, y de kcal/mol: Emplee la relacion, 1 J = 0,2388 cal. a) 5,92 kcal y 5,92 kcal/mol b) 14,15 kcal y 141,5kcal/mol c) 1,41 kcal y 14,1 kcal/mol d) 115,6 kcal y 11,6 kcal/mol e) 14,15 kcal y 141,5 kcal/mol 11. Teniendo en cuenta la siguiente reacción de formación del aluminio a 25°C, 2 Al2O3(s) → 4 Al(s) + 3 O2 (g) , donde Hrxn = 3 351,4 kJ ¿Cuál es el calor de formación estándar para la reacción de formación de Al 2O3(s)? Es decir exprese la energía en kJ/mol a) 1 mol b) 59,2 kJ c) 592,7 kJ d) -1 675,7 kJ e) +1 675,7 kJ 12. Teniendo en cuenta la reacción del ejercicio 11, si se forman 10 g de Al 2O3(s), ¿Cuánto calor (energía) se desprenderá? a) -16,4 kJ b) -1,64 kcal c) -164,3 kJ d) +164,3 kJ e) +1 675,7kJ 53 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 13. Con los calores de formación de CO2 (-94,1 kcal/mol), CaO (-151,8 kcal/mol) y CaCO3 (288,5 kcal/mol), calcule la energía necesaria para descomponer 2 moles de carbonato de calcio (CaCO3) en dióxido de carbono (CO2) y cal viva (u oxido de calcio, CaO). a) 21,3 kcal b) 42,6 kcal c) 63,9 kcal d) 85,2 kcal e) 106,5 kcal 14. Calcule el calor de formación por mol del oxido férrico, o oxido de hierro(III) (Fe2O3), con los siguientes datos: i) 3 C(s) + 2 Fe2O3(s) → 4 Fe(s) + 3 CO2(g) + 109,85 kcal ii) C(s) + O2(g) → CO2(g) + 94,05 kcal Si la reacción de formación de Fe2O3 es: 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(s) ¿Cual es el calor de formación por mol del oxido férrico? a) 172.3 kcal/mol b) 17,2 kcal/mol c) -86,1 kcal/mol d) -861 kcal/mol e) 2,0 kcal/mol 15. ¿Cuál es el valor de la entalpia (Hrxn) para la reacción i) de la pregunta 14? a) 109,85 cal b) 36,2 kcal c) -109,85 cal d) -36,2 kcal e) 3,0 kcal/mol 54 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 16. ¿Cuál es el valor de la entalpia (Hrxn) de formación para 100g de Fe2O3? a) 12,26 cal b) 36,2 kcal c) 109,85 cal d) 122,62 kcal e) 2,3 kcal/mol 17. Dadas las siguientes ecuaciones: I2(g) + H2(g) → 2 HI(g) Hrxn = -0,080 kcal I2(s) + H2(g) → 2 HI(g) Hrxn = 12,0 kcal I2(g) + H2(g) → 2 HI(ac) Hrxn = -26,8 kcal ¿Cual es el calor de sublimación por mol de yodo?, es decir para: I 2(g) → I2(s) a) 0,0 kcal b) 0,5 kcal c) 26,8 kcal d) 12,08 kcal e) 1,21 kcal 18. Con las ecuaciones del ejercicio 17, ¿Cual es el calor molar de disolución del yoduro de hidrogeno (HI)?, es decir para el proceso HI(g) → HI(ac) a) -26,8 kcal b) +26,8 kcal c) 0,0 kcal d) -26,72 kcal e) -13,36 kcal 19. Dadas las siguientes ecuaciones: C(s) + O2(g) → CO2(g) Hrxn = -393,5 kJ CO(g) + ½ O2(g) → CO2 (g) Hrxn = -283,0 kJ ¿Cual es el calor de formación del monoxido de carbono (CO)? a) -55,2 kJ/mol b) -110,5 kJ/mol c) -30,5 kJ/mol 55 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) -3,5 kJ/mol e) 55,2 kJ/mol 20.- Calcular el calor de la reacción, en condiciones estándares, y explicar si es exotérmica o endotérmica CaC2 (s) + 2H2O (l) → Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g) Los calores de formación de cada uno de los productos y de los reactivos son: Compuestos CaC2(s) H2O(l) Ca(OH)2 (s) C2H2 (g) Hf - 60 kJ/mol - 285,83 kJ/mol - 986,1 kJ/mol 226,7k/mol a) -12,77 kJ/mol b) -127,7 kJ/mol c) -255,4 kJ/mol d) -25,54 kJ/mol e) 55,2 kJ/mol 21.- A partir de la combustión del etanol (no equilibrada): C(s) + O2(g) + H2(g)→ C2H5OH(l) Calcular la entalpía de formación del etanol en condiciones estándar, sabiendo que la entalpía de combustión del etanol es –29,69 kJ/g, la entalpía de formación del dióxido de carbono es –393,34 kJ/mol y la entalpía de formación del agua líquida es –285 kJ/mol. a) -55,1 kJ/mol b) -551 kJ/mol c) -27,5 kJ/mol d) -275,7 kJ/mol e) 275,7 kJ/mol 56 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 22.- Calcular el calor de formación a presión constante del metano gaseoso (CH4) a partir de los calores de combustión del C(s), H2(g) y CH4(g) cuyos valores son respectivamente 393,5, 285,9 y 890,4 kJ/mol. a) -22,4 kJ/mol b) -74,9 kJ/mol c) 22,4 kJ/mol d) 74,9 kJ/mol e) 44,8 kJ/mol 23.- Durante la combustión de 1 mol de átomos de azufre en condiciones estándar se desprenden 296,8 kJ y durante la combustión de 1 mol de sulfuro de hidrógeno 560 kJ. Con estos datos determina la variación de entalpía que se produce en el proceso: 2 H2S (g) + SO2 (g) → 2 H2O (l) + 3 S (s). a) -229,3 kJ/mol b) -22,9 kJ/mol c) 22,9 kJ/mol d) 44,8 kJ/mol e) 229,3 kJ/mol 24.- Calcular el calor de formación del ácido fórmico (HCOOH), a partir de los siguientes calores de reacción: C (s) + ½ O2 (g) → CO (g); H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l); CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g); HCOOH(l) + ½O2 (g) → H2O(l) + CO2(g); ΔH = –110,4 kJ ΔH = –285,5 kJ ΔH = –283,0 kJ ΔH = –259,6 kJ a) -12,77 kJ/mol b) -127,7 kJ/mol c) -229,3 kJ/mol d) -22,93 kJ/mol e) 55,2 kJ/mol 57 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 25.- Calcular el calor de hidratación de la cal viva (CaO). CaO(s) + H2O(l)  Ca(OH)2(s) DATOS: ΔHf H2O(l) = -285,5 kJ/mol; ΔHf CaO(s) = -634,9 kJ/mol; ΔHf Ca(OH)2= -985,6 kJ/mol. Masas atómicas Ca = 40 g/mol; O = 16 g/mol. a) -8,1 kJ/mol b) -16,2 kJ/mol c) -32,5 kJ/mol d) -65,2 kJ/mol e) -130,4 kJ/mol 26.- Calcular calor desprendido cuando se apaga (en este caso se hidrata, ver ejercicio 25), añadiendo suficiente cantidad de agua, una tonelada de cal viva. a) -8,1x 106 kJ/ton b) -16,2 x 106 kJ/ton c) -3,328 x 106 kJ/ton d) -1,164 x 106 kJ/ton e) -130,4 kJ/mol 27.- En una fábrica de cemento es necesario aportar una energía de 3300 kJ por cada kilogramo de producto. La energía se obtiene por combustión de gas natural (que se considerará metano puro, CH4) con aire. CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l) ¿Cuál es el calor de la combustión completa del gas natural? DATOS: ΔHºf : metano: –74,8 kJ/mol; CO2: –393,5kJ/mol y H2O: –285,8kJ/mol; Masas atómicas: C=12 g/mol, H=1, O=16 g/mol. a) -55,1 kJ/mol b) -551 kJ/mol c) -89,0 kJ/mol d) -890,3 kJ/mol e) 275,7 kJ/mol 58 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 28.- Calcular la cantidad requerida de gas natural para producir una tonelada de producto. a) 1 mol b) 16 g c) 5,9 g d) 16 kg e) 59 kg 29.- Para la fabricación industrial de ácido nítrico a partir de amoniaco, donde la reacción de partida es la oxidación del amoniaco: NH3 (g) + O2 (g) → H2O (g) + NO (g). Equilibrie la reaccion y calcular su ΔHº correspondiente. Datos: ΔHºf : NH3: –46,2 kJ/mol; H2O: –241,8 kJ/mol; NO: +90,4 kJ/mol a) -55,2 kJ/mol b) -110,5 kJ/mol c) -904,4 kJ/mol d) -45,2 kJ/mol e) -452,2 kJ/mol 30. En relación a la entalpia ( Hrxn), es correcto decir: a) Es una propiedad intensiva, es decir no depende de cantidad de masa. b) Depende del estado en que se encuentre el compuesto c) Es dependiente de la cantidad de masa (propiedad extensiva) d) Se invierte, si la reacción cambia de sentido. e) Respuestas b, c y e. 31. ¿Cual de las siguientes fuentes de energía son renovables? a) Petróleo b) Hidroeléctrica c) Propano d) Gas natural 59 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) Respuestas b, c y e. 32. ¿Cual de las siguientes fuentes de energía no son renovables? a) Carbón b) Gas natural c) Propano d) Petróleo e) Todas las anteriores 33. ¿La biomasa es? a) Fuente de energía no renovable para transporte y manufactura b) Fuente de energía no renovable para calefacción y electricidad c) Fuente de energía renovable para manufactura d) Fuente de energía renovable para calefacción y electricidad e) Un tipo de energía cinética 34. El concepto de huella de carbono, esta relacionado con: a) El calculo de átomos de carbono que tienen los contaminantes b) El calculo de todo lo calculable cuando calculamos lo incalculable c) A establecer un parámetro que nos indique cuanto reciclamos d) El calculo de nuestras emisiones, en relación a los gases de efecto invernadero (GEI) e) A el residuo que deja un camión que lleva carbón 35. Para el análisis de la huella de carbono, debemos considerar: a) Solo la etapa final de la actividad que da como resultado la emisión b) Solo la etapa inicial de la actividad que da como resultado la emisión c) Solo la etapa critica de la actividad que da como resultado la emisión d) Todas las etapas relacionadas con la actividad que da como resultado la emisión e) A la etapa que genera residuo 60 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 36. ¿La huella de carbono es útil para? a) Cobrar multas a pequeñas y grandes empresas b) Crear conciencia ambiental c) Generar un indicador ambiental global de una actividad dada d) Conocer los puntos críticos en relación a la contaminación dentro de una actividad e) b, c y d 37. En el calculo de la huella de carbono, ¿que factor es imprescindible? a) El factor de carbono b) El factor humano c) Un factor de emisión, que relaciona la emisión con una unidad de cantidad d) Un factor que relacione el costo versus la ganancia de la actividad e) El factor que nos indica cuanto cuesta remediar nuestra contaminación 38. Se tiene la siguiente tabla de factores de emisión de CO2, un gas de efecto invernadero (GEI): Energía eléctrica……………………………..0,39 kg de CO2/Kwh Gas natural…………………………………...0,20 kg de CO2/Kwh Diesel o gasoleo…...........................................2,68 kg de CO 2/litro Gas licuado del petroleo (GLP)…………….. 1,61 kg de CO2/litro Propano/butano………………………………1,43 kg de CO2/litro Gasolina……………………………………...2,32 kg de CO2/litro Bioetanol……………………………………..2,96 kg de CO2/litro ¿Cual es la fuente de energía más contaminante en relación a GEI? a) Diesel o gasoleo b) Gas licuado del petróleo (GLP) c) Propano/butano d) Gasolina e) Bioetanol 61 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 39. Si usted usa un computador que consume 0,3 kwh, 10 horas al día, por un año (365 días), ¿Cuanto es la cantidad en kg de CO2 que usted genera solo por este cotidiano hecho? Energía eléctrica……………………………..0,39 kg de CO2/kwh a) 0,043 kg de CO2 b) 0,43 kg de CO2 c) 4,3 kg de CO2 d) 42,7 kg de CO2 e) 427,0 kg de CO2 40. Si usted en su casa tiene 5 ampolletas de 40 Watts funcionando por 4 horas todos los días del año (365 días), ¿Cual es la cantidad en kg de CO2 que usted genera solo por este cotidiano hecho? Recuerde que kw=1000w y que kwh= kw*h Energía eléctrica……………………………..0,39 kg de CO2/Kwh a) 292,0 kg de CO2 b) 29,9 kg de CO2 c) 113,9 kg de CO2 d) 11,4 kg de CO2 e) 427,0 kg de CO2 41. Si usted para venir a la universidad toma una micro que en el trayecto consume 8,0 litros de diesel. Suponiendo que este servicio público esta siendo utilizado por 50 personas incluyendolo a usted, y que esto usted los hace dos veces al dia por 365 dias, ¿Cuanto es la cantidad en kg de CO2 que usted genera solo por este cotidiano hecho? Diesel o gasoleo…...........................................2,68 kg de CO 2/litro Note que si usted comparte el servicio el consumo de diesel debe ser dividido por el número de personas, es decir que por trayecto en usted se consume 0,16 l de diesel. a) 313,0 kg de CO2 b) 365,0 kg de CO2 c) 50,0 kg de CO2 d) 8,0 kg de CO2 62 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) 2,0 kg de CO2 42. Bueno ahora digamos que vamos a medir su huella de carbono basándonos en los hechos de las preguntas 29, 30 y 31. ¿En cuanto resulta al cabo de un año? a) 292,0 kg de CO2 b) 313,0 kg de CO2 c) 853.9 kg de CO2 d) 11,4 kg de CO2 e) 427,0 kg de CO2 43. Bueno ahora digamos que vamos a medir su huella de carbono basándonos en los hechos de las preguntas 29, 30 y 31. ¿En cuanto resulta al cabo de un semestre tres meses y medio? a) 249,0 kg de CO2 b) 313,0 kg de CO2 c) 33,3 kg de CO2 d) 11,4 kg de CO2 e) 492,0 kg de CO2 44. Ahora haga este ejercicio midiendo su huella de carbono para un dia comun, recuerde que los factores de conversión los puede buscar en Google con los teminos CO 2 kg/litro, kg/kwh, etc, según corresponda a la unidad en que se mide el consumo de su actividad. ¿En cuanto resulta? 63 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1 d 16 d 31 b 2 d 17 d 32 e 3 e 18 e 33 d 4 b 19 b 34 d 5 c 20 b 35 d 6 c 21 d 36 e 7 e 22 b 37 d 8 c 23 a 38 e 9 b 24 c 39 e 10 b 25 d 40 c 11 d 26 d 41 a 12 c 27 d 42 c 13 d 28 e 43 a 14 c 29 c 15 c 30 e 64 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº4 UNIDAD Nº4 QUIMICA EN SOLUCION Y EQUILIBRIOS QUIMICOS Objetivos resumidos de la Unidad 4 1) Composición de soluciones 2) Unidades de concentración 3) Diluciones 4) Electrolitos fuertes y débiles 5) Reacciones de precipitación 6) Equilibrio químico en solución 7) Equilibrio acido-base 8) Concepto de pH CORROBORE CADA ECUACION BALANCEADA LAS RESPUESTAS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE JUSTIFICADAS EN LOS CASOS EN QUE SE SOLICITA. (RESPUESTAS SIN JUSTIFICACIÓN NO TIENEN VALIDEZ) BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 4 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 4 3.- Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición, 2003 Capítulo 5 Capítulo 12 65 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1.- ¿Cuál de los siguientes compuestos es un no electrólito cuando está disuelto en agua? a) CH3CH2OH b) ZnBr2 c) LiCl d) Ca(NO3)2 e) KOH 2.- ¿Cuál de los siguientes compuestos es un electrólito débil cuando está disuelto en agua? a) hidróxido del sodio (NaOH) b) acetato del sodio (NaCH3CO2) c) ácido acético (CH3CO2H) d) glucosa (C6H12O6) e) cloruro de calcio (CaCl 2) 3.- ¿Si 0,10 moles de cada uno de los compuestos siguientes se disuelven en agua hasta completar un volumen de 1,0 L de disolución,¿cuál tendrá la concentración más alta de iones disueltos? a) HF b) NaOH c) MgSO4 d) Al(NO3)3 e) CaI2 4.- ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas? i) Las sales del ión fosfato son insolubles en agua, con la excepción de aquellas formadas con NH4+ y con cationes de metales alcalinos. ii) Todas las sales del ión nitrato son solubles en agua. iii) La mayoría de las sales del ión amonio son solubles en agua. a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) Todas las Anteriores 66 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 5.- ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas? i) Todas las sales del ión carbonato son solubles en agua. ii) La mayoría de las sales del ión cloruro son solubles en agua. iii) Todas las sales del ión hidróxido son solubles en agua. a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) Todas las Anteriores 6.- ¿Cuáles de los compuestos siguientes serán solubles en agua: LiOH, Mg(OH) 2, Cu(OH)2, y Fe(OH)3? a) Solamente LiOH b) LiOH y Mg(OH)2 c) Cu(OH)2 y Fe(OH)3 d) Mg(OH)2 y Cu(OH)2 e) LiOH, Mg(OH)2 y Fe(OH)3 7.- ¿Cuáles de los compuestos siguientes serán solubles en agua: KNO 3, Ca3(PO4)2, CuCl2, y Fe2S3? a) KNO3 y Ca3(PO4)2 b) KNO3 y CuCl2 c) Ca3(PO4)2 y Fe2S3 d) CuCl2 y Fe2S3 e) KNO3, Ca3(PO4)2 y Fe2S3 8.- ¿Cuál de las siguientes disoluciones es la mejor conductora de electricidad? a) KBr, Bromuro de Potasio b) C6H12O6 , Glucosa c) HF, Ácido Fluorhídrico d) CH3OH, Metanol e) CCl4 , Tetracloruro de Carbono 67 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 9.- ¿Cuál de las siguientes afirmaciones no es verdadera? a) Una sal se forma a partir de la reacción de un ácido y una base. b) Los ácidos débiles están completamente ionizados en disolución acuosa. c) HI es un ácido fuerte. d) Las bases son capaces de producir iones de hidróxido en disolución acuosa. e) Las sales son capaces de producir iones en disolución 10. Un precipitado se formará cuando AgNO3 acuoso se agrega a una solución acuosa de ________. a) KNO3 b) Cu(NO3)2 c) KI d) Ca(ClO4)2 e) NaNO3 11. Un sólido blanco desconocido podría ser NaI o NaNO 3. Si prepara una disolución acuosa de dicha sustancia, cual reactivo permitirá que usted distinga entre los dos compuestos? a) NaOH b) HCl c) K3PO4 d) NH4Br e) Pb(NO3)2 12. Un sólido blanco desconocido podría ser ser Pb(NO 3)2 o Zn(NO3)2. Si prepara una disolución acuosa de dicha sustancia, cual reactivo permitirá que usted distinga entre los dos compuestos? a) KBr b) HNO3 c) CH3CO2H d) NH4ClO4 e) LiNO3 68 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 13. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de nitrato de plomo (II) acuoso con bromuro de sodio acuoso? a) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaBr(aq) → PbBr2(ac) + 2 NaNO3(s) b) Na+(ac) + NO3-(ac) → NaNO3(s) c) Pb2+(ac) + 2 Br-(ac) → PbBr2(s) d) Pb2+(ac) + 2 Na+(aq) → PbNa2(s) e) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaBr(ac) → PbBr2(s) + 2 NaNO3(ac) 14. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de carbonato de sodio con cloruro de hierro (III)? a) 3 Na+(ac) + Fe3+(ac) → Na3Fe(s) b) Na+(ac) + Cl-(ac) → NaCl(s) c) 3 Na2CO3(ac) + 2 FeCl3(ac) → 6 NaCl(ac) + Fe2(CO3)3(ac) d) 2 Fe3+(ac) + 3 CO32-(ac) → Fe2(CO3)3(s) e) CO32-(ac) + Cl-(ac) → CO2(g) + Cl2O(s) 15. La ecuación iónica neta ajustada para la precipitación de CaCO 3 cuando las disoluciones acuosas de Li2CO3 y CaCl2 se mezclan, es: a) 2 Li+(aq) + CO32-(aq) → Li2CO3(aq) b) Li2CO3(aq) + CaCl2(aq) → 2 LiCl(aq) + CaCO3(s) c) Ca2+(aq) + CO32-(aq) → CaCO3(s) d) Li+(aq) + Cl-(aq) → LiCl(aq) e) Li2CO3(aq) + 2 Cl-(aq) → 2 LiCl(aq) + CO32-(aq) 16. ¿Cuál de los compuestos siguientes es un ácido débil? a) H3PO4 b) HI c) HBr d) HClO4 e) H2SO4 69 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 17. ¿Cuál de los compuestos siguientes es una base débil? a) LiOH b) KCl c) CH3CO2H d) Sr(OH)2 e) NH3 18. Cuáles de las siguientes especies son ácidos fuertes: HNO 3, HBr, H3PO4, CH3CO2H, y HSO4-? a) HNO3 y HBr b) HNO3 y H3PO4 c) HBr y HSO4d) H3PO4, CH3CO2H, y HSO4e) HNO3, H3PO4, y HSO4- 19. Los óxidos metálicos reaccionan con agua para producir ___________. a) hidrógeno gaseoso b) bases c) oxígeno gaseoso d) ácidos e) metales reducidos 20. El ácido sulfúrico es el producto de la reacción de ________ y H 2O. a) H2S b) SO2 c) SO32d) SO42e) SO3 70 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 21. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de hidróxido de litio acuoso y ácido nítrico acuoso? a) H+(ac) + LiOH(ac) → H2O(l) + Li+(ac) b) H+(ac) + OH-(ac) → H2O(l) c) HNO3(ac) + LiOH(ac) → H2O(l) + LiNO3(ac) d) Li+(ac) + NO3-(ac) → LiNO3(ac) e) LiOH(ac) + H2O(l) → H+(ac) + Li(OH)2(s) 22. ¿Cuáles son los iones espectadores en la reacción entre el ácido perclórico acuoso e hidróxido de potasio acuoso? a) H+, ClO4-, K+, y OHb) H+ y OHc) KP y ClO4 d) H+ y ClO4e) K+ y OH- 23. Escriba una ecuación iónica neta para la reacción de ácido acético acuoso con hidróxido de potasio acuoso. a) CH3CO2H(ac) + KOH(ac) → K+(ac) + CH3CO2-(ac) + H2O(l) b) CH3CO2H(ac) + KOH(ac) → CH3CO2K(ac) + H2O(l) c) H+(ac) + OH-(ac) → H2O(l) d) CH3CO2H(ac) + OH-(ac) → CH3CO3H2-(ac) e) CH3CO2H(ac) + OH-(ac) → CH3CO2-(ac) + H2O(l) 24. Escriba una ecuación equilibrada para la reacción de ácido acético con hidróxido de potasio. a) CH3CO2H(ac) + KOH(ac) → CH3CO3H2K(ac) b) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → CH3CO2K(ac) + H2O (l) c) CH3CO2H(ac) + KOH (ac) → CH3OK (ac) + OH-(ac) + CO2(g) d) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → CH3K(ac) + H2O (l) + CO2(g) e) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → CH3CO3HK (ac) 71 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 25. La ecuación química siguiente es un ejemplo de reacción de __________ 2 Na(s) + 2 H2O (l) → NaOH (ac) + H2(g) a) precipitación b) REDOX c) ácido-base d) REDOX y ácido-base e) Descomposición 26. Escriba una ecuación equilibrada para la reacción de disoluciones acuosas de bicarbonato de sodio y de ácido acético. a) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → NaCH3CO2(ac) + H2O(l) + CO2(g) b) 2 NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → 2 Na2CO3(ac) + CH4(ac) + 2H2O(l) + CO2(g) c) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → H2CO3(s) + NaCH3CO2(ac) d) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → NaOH(ac) + CH3CO2H(ac) + CO2(g) e) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → CH4(ac) + 2 CO2(g) + O2(g) + NaOH(ac) 27. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones químicas es una reacción ácido-base? a) 2 HCl(ac) + Zn(s) → H2(g) + ZnCl2(ac) b) HCl(ac) + NH3(ac) → NH4Cl(ac) c) HCl(ac) + AgNO3(ac) → AgCl(s) + HNO3(ac) d) Ba(OH)2(ac) + Na2SO4(ac) → BaSO4(s) + 2 NaOH(ac) e) 2 NaOH(ac) + CuCl2(ac) → Cu(OH)2(s) + 2 NaCl(ac) 28. Para preparar 1,000 kilogramos de KCl (ac) al 5,5% en masa, uno puede disolver a) 994,5 g de KCl en 5,5 g de agua. b) 5,5 g de KCl en 994,5 g de agua. c) 5,5 g de KCl en 1000,0 g de agua. d) 55 g de KCl en 945 g de agua. e) 55,0 g de KCl en 1000,0 g de agua. 29. ¿Cuál es la molalidad de ácido sulfúrico al 13.82% en masa? La masa molar de H2SO4 es 98.08 g/mol. a) 0,1409 m 72 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 b) 1,409 m c) 1,635 m d) 13,55 m e) 15,73 m 30. ¿Cuál es la molalidad de iones Cl- en una solución al 5,11% en masa de CaCl 2 (ac)? La masa molar del cloruro de calcio es 110,98 g/mol. a) 0,0921 m b) 0,485 m c) 0,921 m d) 0,970 m e) 1,46 m 31. ¿Cuál es la fracción molar de Fe(NO3)3(ac) 1.98 m ? La masa molar de Fe(NO3)3 es 241,9 g/mol y la masa molar del agua es 18,02 g/mol. a) 0,0345 b) 0,0641 c) 0,324 d) 0,479 e) 0,863 32. ¿Cuál es la fracción molar de MgCl 2 en una solución que es 11,04% en masa de MgCl2(ac)? La masa molar de MgCl 2 es 95,21 g/mol. a) 0,02295 b) 0,02349 c) 0,1104 d) 0,1160 e) 1,303 33. ¿Cuál es el porcentaje en peso de amoníaco en NH3 (ac) 3,33 m ? a) 0,332% b) 5,37% c) 5,67% d) 6,01% 73 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) 56,7% 34. El porcentaje en peso de H2SO4 concentrado es 96,0% y su densidad es 1,84 g/mL. ¿Cuál es la molaridad de H2SO4 concentrado? a) 9,79 M b) 12,0 M c) 18,0 M d) 53,2 M e) 245 M 35. El ácido fluorhídrico concentrado es 28,9 M y tiene una densidad de 1,18 g/ml. ¿Cuál es el porcentaje en peso de HF concentrado? a) 24,5% b) 49,0% c) 51,0% d) 68,2% e) 75,5% 36. El hidróxido de sodio concentrado es 19,4 M y 50,5% en masa de NaOH. ¿Cuál es la densidad del NaOH concentrado? a) 0,392 g/mL b) 1,26 g/mL c) 1,54 g/mL d) 2,55 g/mL e) 9,80 g/mL 37. Una disolución se prepara mezclando 66,7 g de H 2O con 33,3 g de HOCH2CH2OH (etilenglicol). ¿Cuál es la concentración del etilenglicol en unidades de molalidad? Las masas molares agua y etilenglicol son 18,02 g/mol y 62,07 g/mol, respectivamente. a) 0,127 m b) 0,333 m c) 4,99 m d) 5,36 m 74 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) 8,04 m 38. ¿Si la concentración de cloruro de potasio en agua es 113 ppm, ¿cuál es la molaridad del cloruro de potasio en agua? La masa molar del KCl es 74,55 g/mol. Asuma que la densidad de la solución es 1,00 g/mL. a) 1,52 x 10-9 M b) 1,19 x 10-4 M c) 1,52 x 10-3 M d) 8,42 x 10-3 M e) 0,660 M 39. Un depósito cilíndrico de agua tiene un radio de 75 m y una profundidad de 16 m. ¿Qué concentración molar de ión fluoruro está presente en el depósito si su concentración es 2,3 ppm (Volumen = πr2h; asuma que la densidad de la solución es 1,00 g/mL) a) 1,52 x 10-9 M b) 1,21 ×10-4 M c) 1,52 x 10-3 M d) 8,42 x 10-3 M e) 0,660 M 40. ¿Qué masa de Cu(NO3)2 debe ser agregada a 1,00 kilogramo de H2O para preparar una solución que contenga 97 ppm de Cu2+ (ac)? a) 3,3 × 10-4 g b) 5,2 × 10-4 g c) 9,7 × 10-3 g d) 0,033 g e) 0,29 g 41. ¿Cuáles de las conversiones de concentración requieren un conocimiento de la densidad de la disolución? a) ppm a porcentaje en masa b) molaridad a fracción molar c) molalidad a ppm d) porcentaje en peso a fracción molar 75 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) fracción molar a ppb 42. ¿Cuántos litros de KCl 0,1107 M (ac) contienen 15,00 g de KCl? a) 0,02227 L b) 0,5502 L c) 1,661 L d) 1,818 L e) 123,8 L 43. Si 5,15 g de FeCl 3 se disuelven en suficiente agua para hacer exactamente 150,0 mL de una solución, ¿cuál será la concentración molar del ión cloruro? a) 0,103 M b) 0,212 M c) 0,578 M d) 0,635 M e) 16,7 M 44. ¿Qué volumen de NaCl 0,300 M se requiere para precipitar todo el ion Pb 2+ presente en 25,0 ml de Pb(NO3)2 0,440 M? Pb(NO3)2(ac) + 2 NaCl (ac) → PbCl 2(s) + 2 NaNO3(ac) a) 17,0 mL Indique cálculo de justificación: b) 36,7 mL c) 73,3 mL d) 84,4 mL e) 147 mL 45. Si usted mezcla 35,0 mL de AgNO3 0,100 M con 45.0 mL de NaBr 0,0800 M, ¿qué masa de AgBr se produce? a) 0,537 g Indique cálculo de justificación: b) 0,657 g c) 0,676 g d) 0,818 g e) 0,808 g 76 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 46. El jugo gástrico humano contiene ácido clorhídrico (HCI). Cuando una muestra de 26,2 g de jugo gástrico se diluye con agua hasta un volumen final de solución de 200 mL, se obtiene una solución 5,28x10-3 M en HCI. Calcular el % m/m de HCI en el jugo gástrico. a) 0,147% m/m Indique cálculo de justificación: b) 14,700% m/m c) 99,853% m/m d) 1,470% m/m e) 98,530 % m/m 47. Para preparar 2 L de una disolución de Hidróxido de Sodio 0,1 M, se necesitan tomar _____ de una disolución concentrada de NaOH 2M a) 0,10 mL Indique cálculo de justificación: b) 0,10 L c) 10 mL d) 10 L e) 0,100 mL 48. Si se toman 5 mL de una disolución concentrada de HCl 6M, y esta alícuota se diluye hasta 300 mL. ¿Cuál es la Concentración Molar de la disolución resultante? a) 2,7 x 10-3 M Indique cálculo de justificación: b) 360 M c) 0,01 M d) 0,10 M e) 0,20 M 77 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1 a 23 e 45 b 2 c 24 a 46 a 3 d 25 d 47 b 4 e 26 a 48 d 5 b 27 b 6 a 28 d 7 b 29 e 8 a 30 d 9 b 31 a 10 c 32 a 11 e 33 b 12 a 34 c 13 c 35 b 14 d 36 c 15 c 37 e 16 a 38 c 17 e 39 b 18 a 40 e 19 b 41 b 20 e 42 d 21 b 43 d 22 c 44 c 78 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº5 UNIDAD Nº4 QUIMICA EN SOLUCION Y EQUILIBRIOS QUIMICOS Objetivos resumidos de la Unidad 4 1) Composicion de soluciones 2) Unidades de concentración 3) Diluciones 4) Electrolitos fuertes y debiles 5) Reacciones de precipitación 6) Equilibrio quimico en solucion 7) Equilibrio acido-base 8) Concepto de pH CORROBORE CADA ECUACION BALANCEADA LAS RESPUESTAS DEBEN ESTAR CORRECTAMENTE JUSTIFICADAS EN LOS CASOS EN QUE SE SOLICITA. (RESPUESTAS SIN JUSTIFICACIÓN NO TIENEN VALIDEZ) BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 4 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 4 3.- Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición, 2003 Capítulo 5 Capítulo 12 79 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son CORRECTAS? i) Para equilibrios en fase gaseosa, las presiones parciales de reactivos y productos son iguales. ii) Para un sistema químico en el equilibrio, las velocidades de reacción directa e inversa son iguales. iii) Para un sistema químico acuoso en equilibrio, las concentraciones de productos divididas por las concentraciones de los reactivos son iguales a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) ii y iii 2.- ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son siempre CORRECTAS? i) Las concentraciones de productos aparecen en el numerador en una expresión de la constante de equilibrio. ii) Una reacción favorece la formación de productos si K >> 1. iii)Las constantes de equilibrio tienen unidades de atmósferas para las reacciones en fase de gas. a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) ii y iii 3.- Escriba la expresión de Kc para la siguiente reacción: Cu2+(ac) + 4 NH3(ac) ↔ Cu(NH3)42+(ac) a) 2 + [C u] [N H ] 3 K = c 2 + [C u (N H )] 34 b) [C u (N H )2+] 34 K = c 2 + [C u] [N H ] 3 c) 2 + 4 [ C u] [ N H ] 3 K c= 2 + [ C u ( N H ) ] 34 d) 2 + [ C u ( N H ) ] 34 K = c 2 + 4 [ C u] [ N H ] 3 e) Ninguna de las Anteriores 80 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 4.- Escriba la expresión de Kc para la siguiente reacción: Al2S3(s) ↔ 2Al 3+(ac) + 3 S2-(ac) 2 -3 a) K=[A l3+2 ][S] 2b) K=[A l3+][S] 2 c) K = [2A l3+][3S ] d) [A lS 2 3] K= 3+2 2 -3 [A l ][S] e) 2 -3 [A l3+2 ][S] K= [A lS 2 3] 5.- Escriba la expresión de Kc para la siguiente reacción: CH3COO-(ac) + H2O (l) ↔ CH3COOH (ac) + OH-(ac) a) [C H C O H ] K= 3 2[C H C O 3 2] b) [ C H C O ] 3 2 K = [ C H C O H ] [ O H ] 3 2 c) [ C H C O H ] [ O H ] 3 2 K = [ C H C O ] 3 2 d) [ C H C O H ] [ O H ] K = 3 2 [ C H C O ] [ H O ] 3 2 2 e) [ C H C O ] [ H O ] K = 3 2 2[ C H C O H ] [ O H ] 3 2 6.- Escriba la expresión para Kp de la reacción siguiente: 2 HBr (g) ↔ H2(g) + Br2(l) a) b) Kp = Kp = 2 P H B r P B r2P H2 PH2 PH2Br 2 c) Kp = PHBr 81 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) e) Kp = Kp = PH2Br PH2 P H2P B r2 2 P H B r 7.- Escriba la expresión para Kp de la reacción siguiente: 2 Hg2O(s) ↔ 4 Hg(s) + O2(g) a) Kp = b) Kp = P HgP O2 P Hg2O 4 PH gP O2 2 PH g2O c) Kp =PH4gPO 2 d) Kp = 1 PP 4 Hg O2 e) Kp = PO2 8.- Escriba una ecuación química equilibrada que corresponda a la siguiente expresión de P N H 3 K = p 1/2 3/2 constante de equilibrio: PP N 2 H 2 a) 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) ↔ NH3(g) b) N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) c) 2 NH3(g) ↔ N2(g) ↔ 3 H2(g) d) NH3(g) ↔ 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) e) 2 N2(g) + 6 H2(g) ↔ 4 NH3(g) 9.- Escriba una ecuación química equilibrada que corresponda a la siguiente expresión de 3 + -3 e ][O H ] constante de equilibrio: K=[F a) FeOH2+(s) ↔ Fe3+(ac) + OH-(ac) b) 3 Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) ↔ 3 Fe(OH)3(ac) c) Fe(OH)3(ac) ↔ Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) d) Fe(OH)3(s) ↔ Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) e) Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) ↔ 3 Fe(OH)3(s) 82 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 10. - Escriba una ecuación química equilibrada que corresponda a la siguiente expresión de + [F ][H O ] 3 K = constante de equilibrio: [H F ] a) HF(ac) ↔ F-(ac) + H3O+(ac) b) F-(ac) + H3O+(ac) ↔HF(ac) + H2O(l) c) HF(ac) + H2O(l) ↔ F-(aq) + H3O+(ac) d) H+(ac) + OH-(ac) ↔ H2O(l) e) F-(ac) + H3O+(ac) ↔ HF(ac) 11. Para cuál de las reacciones siguientes Kp es igual a Kc? a) 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g) Indique cálculo de justificación: b) 2 O3(g) ↔ 3 O2(g) c) 2 Ag2O(s) ↔ 4 Ag(s) + O2(g) d) 2 NH3(g) ↔ 3 H2(g) + N2(g) e) CO(g) + NO2(g) ↔NO(g) + CO2(g) 12. El tetraóxido de dinitrógeno se descompone para producir dióxido de nitrógeno: N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) Calcule el valor de Kp, conociendo que Kc = 5.88 x 10-3 a 273 K. (R = 0,08206 L·atm/mol·K) a) 2,62 × 10-4 Indique cálculo de justificación: b) 0,132 c) 7,59 d) 1,70 × 102 e) 3,81 × 10-3 13. La oxidación del dióxido de azufre produce trióxido de azufre: 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g) Calcule el valor de Kc, conociendo que Kp = 2.8 x 102 a 999 K. (R = 0,08206 L·atm/mol·K) a) 4,4 × 10-5 Indique cálculo de justificación: b) 0,29 83 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 c) 3,4 d) 2,3 × 104 e) 6,8 × 103 14. Si el cociente de reacción, Q, es mayor que Kp, entonces: a) el sistema químico ha alcanzado equilibrio. b) la temperatura deberá aumentar para la reacción proceda en la dirección directa. c) la reacción procederá en la dirección que lleve a menor número de partículas en fase de gas. d) la reacción procederá en dirección directa hasta que se establece el equilibrio. e) la reacción procederá en dirección inversa hasta que se establece el equilibrio. 15. Un recipiente de 4,00 L se llena con 0,75 mol de SO 3, 2,50 mol de SO2, y 1,30 mol de O2, permitiéndose que alcance el equilibrio. Usando el cociente de la reacción Q, prediga el efecto sobre las concentraciones de SO 3 cuando el equilibrio es alcanzado. Asuma que la temperatura de la mezcla se escoge de tal forma que Kc=12. 2 SO3(g) ↔ 2 SO2(g) + O2(g) Indique cálculo de justificación: a) [SO3] disminuirá porque Q > K. b) [SO3] disminuirá porque Q < K. c) [SO3] aumentará porque Q < K. d) [SO3] aumentará porque Q > K. e) [SO3] permanecerá sin cambio, ya que Q = K. 16. Considere la reacción A (g) ↔ 2 B (g) donde Kp = 5,0 a 25 °C. ¿Si 0,50 mol de A y 2,0 mol de B se introducen en un recipiente de 1,0 L a 25°C, qué cambio ocurrirá en las concentraciones? a) [A] disminuirá y [B] disminuirá. Indique cálculo de justificación: b) [A] disminuirá y [B] aumentará. c) [A] aumentará y [B] aumentará. d) [A] aumentará y [B] disminuirá. e) [A] y [B] permanecen sin cambiar. 84 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 17. La reacción siguiente se estudia a temperaturas altas: PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Si en el equilibrio, las presiones parciales de los gases son las siguientes: PCl 5 = 1,8x102 atmósfera, PCl3 = 5,6 x 10-2 atmósfera, y Cl2 = 3,8 x 10-4 atmósfera. ¿Cuál es el valor Kp para la reacción? a) 3,8 x 10-7 Indique cálculo de justificación: b) 1,2 x 10-3 c) 3,1 d) 8,5 x 102 e) 2,6 x 106 18. A una temperatura dada, una mezcla del equilibrio contiene las concentraciones siguientes de gases: [SO3] = 0,054 M, [SO2] = 0,0047 M, y [O2] = 0,58 M. ¿Cuál es la constante de equilibrio, Kc, para la siguiente reacción? 2 SO3(g) ↔ 2 SO2(g) + O2(g) a) 4,4 × 10-3 Indique cálculo de justificación: b) 5,0 × 10-2 c) 11 d) 2,0 × 102 e) 2,3 × 102 19. Un exceso de Ca(IO3)2(s) se adicionan a 1,5 L de agua. En el equilibrio, la solución contiene 0,011 M de iones de IO3-(ac). ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción siguiente? Ca(IO3)2(s) ↔ Ca2+(ac) + 2 IO3-(ac) a) 3,3 × 10-7 Indique cálculo de justificación: b) 6,7 × 10-7 c) 1,3 × 10-6 d) 5,3 × 10-6 e) 6,1 × 10-5 85 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 20. A 25 ºC, solamente 1,9 g CaSO4 se disolverán en 2,00 L de agua. ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción siguiente? CaSO4(s) ↔ Ca2+(ac) + SO42-(ac) a) 4,9 x 10-5 Indique cálculo de justificación: b) 1,9 x 10-4 c) 1,4 x 10-2 d) 7,0 x 10-3 e) 0,90 21. Se adicionan 0,0774 moles de N2O4 (g) a un recipiente de 1,00 L a una temperatura dada. Después de que se alcanza el equilibrio, la concentración de NO 2 (g) es 0,0068 M. ¿Cuál es el valor de Kc para la siguiente reacción? N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) a) 8,8 x 10-5 Indique cálculo de justificación: b) 5,9 x 10-4 c) 6,2 x 10-4 d) 7,2 x 10-4 e) 9,6 × 10-2 22. Cuando 0,20 moles de NH4Cl se disuelven en agua hasta un volumen de 1,00 L, el 0,0053% de NH4+ se disocia para formar NH3. ¿Cuál es el valor de la constante de equilibrio para la siguiente reacción? NH4+(ac) + H2O (l) ↔ NH3(ac) + H3O+(ac) a) 2,2 x 10-11 Indique cálculo de justificación: b) 1,1 x 10-10 c) 5,6 x 10-10 d) 1,4 x 10-8 e) 5,6 x 10-6 86 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 23. A un tubo se adicionan 1,07 atmósferas de PCl 5 a 500 K y se cierra herméticamente. El PCl5 se descompone hasta que se establece el equilibrio siguiente: Pcl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) La presión del equilibrio en el tubo es 1,54 atmósferas. Calcule Kp. a) 0,052 Indique cálculo de justificación: b) 0,20 c) 0,27 d) 0,37 e) 2,2 24. Una mezcla de 0,200 mol de NO2 y 0,200 mol de CO se adiciona a un recipiente de 1,00 L y se espera hasta que se alcanza el equilibrio. El análisis de la mezcla del equilibrio indica que 0,134 mol de CO2 están presentes. Calcule Kc para la reacción: NO2(g) + CO (g) ↔ NO(g) + CO2(g) a) 0,27 Indique cálculo de justificación: b) 0,45 c) 0,67 d) 2,0 e) 4,1 25. A 2010 K, la constante de equilibrio, Kc, para la siguiente reacción es 4,0 x 10-4: N2(g) + O2(g) ↔ 2 NO(g) Si las concentraciones de N2 y O2 en el equilibrio son 0,28 mol/L y 0,38 mol/L a 2010 K, ¿cuál es la concentración de equilibrio de NO? a) 1,8 x 10-9 M Indique cálculo de justificación: b) 2,1 x 10-5 M c) 4,3 x 10-5 M d) 6,5 x 10-3 M e) 6,1 x 10-2 M 87 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 26. Una mezcla gaseosa de NO2 y N2O4 está en equilibrio. Si la concentración de N2O4 es 7,1 x 10-4 M, ¿cuál es la concentración de NO2? 2 NO 2(g) ↔ N2O4(g) Kc = 170 a) 1,7 x 10-11 M Indique cálculo de justificación: b) 4,2 x 10-6 M c) 2,0 x 10-3 M d) 4,9 x 102 M e) 2,4 x 105 M 27. A 25°C, la descomposición del tetraóxido del dinitrógeno: N2O4(g) ↔ 2 NO2(g) tiene una constante de equilibrio (Kp) de 0,144. En el equilibrio, la presión total del sistema es 0,48 atmósferas. ¿Cuál es la presión parcial de cada gas en equilibrio? a) 0,030 atm NO2(g) y 0,42 N2O4(g) Indique cálculo de justificación: b) 0,060 atm NO2(g) y 0,42 N2O4(g) c) 0,16 atm NO2(g) y 018 N2O4(g) d) 0,20 atm NO2(g) y 0,28 N2O4(g) e) 0,28 atm NO2(g) y 0,20 N2O4(g) 28. La constante de equilibrio a 25 °C para la disolución de bromuro de plata en agua es 5,4 x 10-13. AgBr (s) + H2O (l) ↔ Ag+(ac) + Br-(ac) Si un exceso de AgBr (s) se agrega a agua, ¿cuál será la concentración en el equilibrio del Ag+? a) 2,9 x 10-25 M Indique cálculo de justificación: b) 2,7 x 10-13 M c) 5,4 x 10-13 M d) 1,1 x 10-12 M e) 7,3 x 10-7 M 88 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 29. El yoduro de hidrógeno puede descomponerse en hidrógeno y yodo gaseosos. 2 HI (g) ↔ H2(g) + I2(g) Kp = 0.016 Si 0,820 atmósferas HI (g) se adicionan a un recipiente, ¿cuál es la presión de cada gas cuando se establece el equilibrio? Indique cálculo de justificación: a) HI = 0,576 atm, H2 = 0,096 atm, I2 = 0,096 atm b) HI = 0,654 atm, H2 = 0,083 atm, I2 = 0,083 atm c) HI = 0,728 atm, H2 = 0,092 atm, I2 = 0,092 atm d) HI = 0,737 atm, H2 = 0,083 atm, I2 = 0,083 atm e) HI = 0,768 atm, H2 = 0,111 atm, I2 = 0,111 atm 30. El bromuro de carbonilo se descompone para producir monóxido de carbono y bromo gaseosos: COBr2(g) ↔ CO (g) + Br2(g) Kc es igual a 0,19 a 73 ºC. Si una concentración inicial de COBr 2 de 0,63 M se calienta a 73°C hasta que alcance el equilibrio, ¿cuáles son las concentraciones de equilibrio de COBr2, CO, y Br2? a) [COBr2] = 0,11 M, [CO] = 0,26 Indique cálculo de justificación: M, [Br2] = 0,26 M b) [COBr2] = 0,28 M, [CO] = 0,35 M, [Br2] = 0,35 M c) [COBr2] = 0,30 M, [CO] = 0,33 M, [Br2] = 0,33 M d) [COBr2] = 0,37 M, [CO] = 0,26 M, [Br2] = 0,26 M e) [COBr2] = 0,63 M, [CO] = 0,35 M, [Br2] = 0,35 M 89 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 31. Dados los siguientes equilibrios químicos: N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) K1 4 NH3(g) + 5 O2(g) ↔ 4 NO(g) + 6 H2O(g) K2 H2(g) + 1/2 O2(g) ↔ H2O(g) K3 Determine la constante de equilibrio (K4) para la reacción siguiente N2(g) + O2(g) ↔ 2 NO(g) K4 a) Indique cálculo de justificación: b) c) d) e) 32. Asuma que la siguiente reacción química está en el equilibrio: I2(g) + Cl2(g) ↔ 2 ICl (g) + 26.9 kJ A 25 ºC, Kp = 2.0 x 105. Si la temperatura se disminuye a 5 ºC, ¿Cuál afirmación es válida? a) Kp disminuirá y la reacción procederá en la dirección directa. Indique cálculo de justificación: b) Kp disminuirá y la reacción procederá en la dirección inversa. c) Kp no cambiará y la reacción procederá en la dirección directa. d) Kp no cambiará y la reacción procederá en la dirección inversa. e) Kp aumentará y la reacción procederá en la dirección directa. 90 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 33. Asuma que la siguiente reacción química es endotérmica y está en equilibrio: C + H2O (g) ↔ H2(g) + CO (g) ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son CORRECTAS? i) El aumento de la cantidad de C aumentará la concentración de equilibrio de CO(g). ii) El aumento de la temperatura aumentará la concentración de equilibrio de H 2(g). iii) Disminuir la concentración de H2O (g) aumentará la concentración de equilibrio de CO(g). a) Sólo i b) Sólo ii c) Sólo iii d) i y ii e) ii y iii 34. Los ácidos que se ionizan completamente en disolución se llaman: a) disociadores. b) electrólitos débiles. c) ácidos de Arrhenius. d) ácidos de Brønsted-Lowry. e) ácidos fuertes. 35. Identifica el ácido o ácidos de Brønsted-Lowry en este equilibrio. CH3COO- + HI ↔ CH3COOH + Ia) CH3COOb) CH3COOH c) HI d) Ie) CH3COOH y HI 36. Identifica la base o bases de Brønsted-Lowry en este equilibrio. NH3 + HCO3- ↔ NH4+ + CO32a) NH3 b) HCO391 c) NH4+ Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 y HCO3- d) NH3 y CO32e) HCO3- y NH3 37. Según la definición de Brønsted-Lowry, un ácido a) aumenta la concentración de H3O+ en una solución acuosa. b) aumenta la concentración de OH- en una solución acuosa. c) es un aceptor de protones. d) es un dador de protones. e) es un par electrónico aceptor. 38. Según la definición de Brønsted-Lowry, una base es: a) aumenta la concentración de H3O+ en una solución acuosa. b) aumenta la concentración de OH- en una solución acuosa. c) es un aceptor de protones. d) es un dador de protones. e) es un par electrónico aceptor. 39. Identifique qué especie nunca se comportará como un ácido de Brønsted-Lowry en una solución acuosa: a) cloruro de hidrógeno, HCl (g) b) sulfuro del dihidrógeno, H2S (g) c) cloruro de amonio, NH4Cl d) fluoruro de hidrógeno, HF (g) e) óxido del magnesio, MgO 40. Identifique quien nunca se comportará como una base de Brønsted-Lowry en una solución acuosa: a) bromuro de hidrógeno, HBr (g) b) fosfato dihidrógeno de sodio, NaH2PO4(s) c) fosfato de sodio, Na3PO4(s) d) amoníaco, NH3(g) 92 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 e) bicarbonato de sodio, NaHCO3(s) 41. En la siguiente reacción: HCO3-(ac) + H2O (l) ↔ CO32-(ac) + H3O+(ac) a) HCO3- es un ácido y H2O es su base conjugada. b) HCO3- es un ácido y un CO32- es su base conjugada. c) H3O+ es un ácido y un HCO3- es su base conjugada. d) H2O es un ácido y un CO32- es su base conjugada. e) H3O+ es un ácido y un CO32- es su base conjugada. 42. En la reacción siguiente: HF (aq) + HPO42-(aq) ↔ F-(aq) + H2PO4-(aq) a) El HF es un ácido y una F- es su base conjugada. b) El HF es un ácido y un HPO42- es su base conjugada. c) HPO42- es un ácido y un H2PO4- es su base conjugada. d) H2PO4- es un ácido y una F- es su base conjugada. e) HPO42- es un ácido y el HF es su base conjugada. 43. La base conjugada de OH- es ________. a) H3O+ b) H2O c) OH d) O2 e) H44. A 15°C, la constante de la ionización del agua, KW , es 4,5 x 10-15. ¿Cuál es la concentración de H3O+ en agua neutra a esta temperatura? a) 2,0 x 10-29 M Indique cálculo de justificación: b) 4,5 x 10-15 M c) 6,7 x 10-8 M d) 1,5 x 10-7 M e) 2,2 M 93 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 45. Una solución se prepara diluyendo 0,16 mol de HNO 3 con agua hasta un volumen de 1,5 L. ¿Cuál es el pH de dicha solución? a) -0,80 Indique cálculo de justificación: b) 0,80 c) 0,97 d) 1,83 e) 2,24 46. A 25°C, ¿cuál la concentración de H3O+ en una solución de NaOH 0,044 M (ac)? (KW =1.0 × 10-14) a) 4,4 x 10-16 M Indique cálculo de justificación: b) 2,3 x 10-13 M c) 4,4 x 10-7 M d) 1,36 M e) 12,6 M 47. ¿Cuál de las siguientes soluciones acuosas tendrá un pH de 10,00 a 25°C? (KW =1,0×1014 ) a) 1,0 × 101 M de HCl Indique cálculo de justificación: b) 1,0 × 102 M de HNO3 c) 1,0 × 10-4 M de HBr d) 1,0 × 10-4 M de NaOH e) 1,0 × 102 M de KOH 48. ¿Cuál es el pH de HNO3(ac) 0,28 M a 25 ºC? (KW = 1,0 × 10-14) a) -0,55 Indique cálculo de justificación: b) 0,28 c) 0,55 d) 1,27 e) 13,45 94 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 49. ¿Cuál es el pH de NaOH 2,1 x 10-5 M (aq) a 25 °C? (KW = 1,0 × 10-14) a) -4,68 Indique cálculo de justificación: b) 4,68 c) 3,23 d) 9,32 e) 10,77 50. ¿Cuál es la concentración de H3O+ en una solución acuosa con un pH de 12,17? a) 6,8 x 10-13 M Indique cálculo de justificación: b) 1,9 x 10-9 M c) 5,2 x 10-6 M d) 1,5 x 10-2 M e) 1,1 M 51. ¿Cuál es la concentración de OH- en una solución acuosa con un pH de 11,45? (KW =1,0 × 10-14) a) 3,5 x 10-12 M Indique cálculo de justificación: b) 9,4 x 10-10 M c) 1,1 × 10-5 M d) 2,8 x 10-3 M e) 7,8 x 10-2 M 52. ¿Cuál es el pH una solución 5,0 × 10-3 M de HF? El valor de Ka para HF es 7,2 × 10-4. a) 2,72 Indique cálculo de justificación: b) 2,80 c) 4,60 d) 5,44 e) 6,25 95 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 53. Una solución acuosa con un pH de 3,00 se diluye desde 2,0 L hasta 4,0 L. ¿Cuál es el pH de la solución diluida? a) 1,50 Indique cálculo de justificación: b) 1,73 c) 3,00 d) 3,30 e) 6,00 54. Una solución acuosa con un pH de 10,60 se diluye desde 1,0 L hasta 1,5 L. ¿Cuál es el pH de la solución diluida? a) 4,84 Indique cálculo de justificación: b) 7,07 c) 9,60 d) 10,42 e) 10,78 55. ¿Cuál de las ecuaciones químicas siguientes corresponden a la constante ácida de la ionización, Ka, para el ácido fórmico (HCO2H)? a) HCO2H (ac) + H2O (l) ↔ HCO2-(ac) + H3O+(ac) b) HCO2H (ac) + H3O+(ac) ↔ HCO2H2+(ac) + H2O (l) c) HCO2-(ac) + H2O (l) ↔ HCO2H (ac) + OH-(ac) d) HCO2-(ac) + H3O+(ac) ↔ e) HCO2H (ac) + OH-(ac) HCO2H (ac) + H2O (l) ↔ HCO2-(ac) + H2O (l) 56. ¿Cuál de las ecuaciones químicas siguientes corresponden a la constante básica de ionización, Kb, para el ión del nitrito (NO2-)? a) HNO2(ac) + H2O (l) ↔ b) NO2-(ac) + H2O (l) ↔ c) HNO2(ac) + OH-(ac) ↔ d) NO2-(ac) + OH-(ac) ↔ e) NO2-(ac) + H3O+(ac) ↔ NO2-(ac) + H3O+(ac) HNO2(ac) + OH-(ac) NO2-(ac) + H2O (l) HNO32-(ac) HNO2(ac) + H2O (l) 96 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 57. Asumiendo concentraciones iniciales iguales de las especies, cuál de los siguientes será el ácido más fuerte en una solución acuosa? a) ácido benzoico, Ka = 6.3 x 10-5 Indique cálculo de justificación: b) ácido fórmico, Ka = 1.8 x 10-4 c) ion hidrógeno fosfato, Ka = 3.6 x 10-13 d) ion hidrógeno sulfito, Ka = 6.2 x 10-8 e) ácido nitroso, Ka = 4.5 x 10-4 58. Asumiendo concentraciones iniciales iguales de las especies, ¿cuál de los siguientes ácidos débiles tendrá la base conjugada más fuerte en una solución acuosa? a) ácido acético, Ka = 1.8 x 10-5 Indique cálculo de justificación: b) ácido fórmico, Ka = 1.8 x 10-4 c) ion hidrógeno sulfito, Ka = 6.2 x 10-8 d) ácido nitroso, Ka = 4.5 x 10-4 e) ácido fosfórico, Ka = 7.5 x 10-3 59. El ácido bórico tiene un pKa de 9,14. ¿Cuál es el valor de Kb para el borato de sodio? a) 7,2 x 10-10 Indique cálculo de justificación: b) 1,4 x 10-5 c) 1,1 ×10-4 d) -4,86 e) 4,86 60. ¿Cuál sal producirá una solución acuosa de pH neutro a 25 ºC? a) KBr b) NaNO2 c) NaNO2 97 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 d) KF e) FeCl3 61. ¿Qué sal formará una solución acuosa 0,10 M con el pH más alto? a) NaNO3 Indique cálculo de justificación: b) NH4Cl c) FeCl3 d) Ca(ClO4)2 e) NaF 62. ¿Qué sal formará una solución acuosa 0,10 M con el pH más bajo? a) MgCO3 Indique cálculo de justificación: b) NaCl c) NaF d) NH4Cl e) K3PO4 63. ¿Cuál es la concentración de H3O+ en HCN 0,45 M (ac)? (Ka del HCN = 4.0 x 10-10) a) 4,0 x 10-10 M Indique cálculo de justificación: b) 1,8 x 10-10 M c) 1,3 x 10-5 M d) 2,0 x 10-5 M e) 0,45 M 98 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 64. ¿Cuál es la concentración de OH- en CH3CO2-(ac) 0,51 M?. Kb del CH3CO2- = 5,6 x 10-10 CH3CO2-(ac) + H2O (l) ↔ CH3CO2-(ac) + OH-(ac) a) 2,8 x 10-10 M Indique cálculo de justificación: b) 5,6 x 10-10 M c) 5,9 x 10-10 M d) 1,7 x 10-5 M e) 1,8 x10-5 M 65. ¿Cuál es el pH del ácido benzoico acuoso 0,015 M? (Ka de C6H5CO2H = 6,3 x 10-5) a) 1,82 Indique cálculo de justificación: b) 3,03 c) 4,20 d) 6,02 e) 12,18 66. ¿Cuál es el pH del ión cianuro 9,2 × 10-3 M (ac)? (Kb de CN- = 2,5 x 10-5) a) 2,04 Indique cálculo de justificación: b) 3,33 c) 4,60 d) 9,40 e) 10,67 67. Una solución se prepara diluyendo 0,50 mol de NaClO en un volumen de 3,0 L con agua. ¿Cuál es el pH de la solución? (Kb de ClO- = 2,9 x 10-7) a) 3,66 Indique cálculo de justificación: b) 7,46 c) 10,34 d) 10,58 e) 13,22 99 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 68. El pH de la trimetillamina acuosa 0,050 M es 11,24. Cuál es el valor de Kb de esta base? a) 6,6 x 10-22 Indique cálculo de justificación: b) 5,8 x 10-12 c) 6,3 x 10-5 d) 1,7 x 10-3 e) 2,76 69. El pH del ácido hipocloroso acuoso HClO 0,30 M es 3,99. ¿Cuál es el valor de pKa de este ácido? a) 6,54 Indique cálculo de justificación: b) 7,46 c) 10,01 d) 12,80 e) 13,30 100 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1 b 24 e 47 d 2 d 25 d 48 c 3 e 26 c 49 d 4 a 27 d 50 a 5 c 28 e 51 d 6 b 29 b 52 b 7 e 30 a 53 d 8 a 31 e 54 d 9 d 32 e 55 a 10 c 33 b 56 b 11 e 34 e 57 e 12 b 35 e 58 c 13 d 36 d 59 b 14 e 37 d 60 a 15 b 38 c 61 e 16 d 39 e 62 d 17 b 40 a 63 c 18 a 41 b 64 d 19 b 42 a 65 b 20 a 43 d 66 e 21 c 44 c 67 c 22 c 45 c 68 c 23 d 46 b 69 b 101 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 GUIA Nº6 UNIDAD Nº1 QUÍMICA ORGÁNICA Y DE LA VIDA Objetivos específicos de la Unidad 6 1) La Química del carbono. 2) Enlace en el carbono. Hibridación. 3) Nomenclatura alcano, alquenos y alquinos BIBLIOGRAFIA: BIBLIOGRAFIA: 1.- Química; R. Chang, McGraw Hill 9ª Edición Capítulo 3 2.- Química, La Ciencia Central; Brown, LeMay, Bursten, Pearson, Prentice Hall 9ª Edición Capítulo 3 102 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1. Indique la hibridación y el tipo de enlace (simple, doble o triple) de los carbonos (a) a (h) (a) (b) (c) (d) (g) C H2CH3 (f)│ CH3 (e)│ (h) C H≡ C -CH2 – C H- CH2- C=CH-C -CH2- C- CH2 - CH= C H-Cl │ │ │ │ CH3 Cl CH3 Br 2. Relacione ambas columnas identificando a que función orgánica pertenece cada una de las fórmulas: a) b) c) d) e) f) g) h) 3. R-X R-O-R’ R-NH2 R-CHO R-COOH R-CO-R´ R-CO-OR´ R-OH ( ( ( ( ( ( ( ( ) ácido carboxílico ) alcohol ) aldehído ) cetona ) éster ) halogenuro de alquilo ) amina ) éter Identifique los grupos funcionales encerrados en un círculo de las siguientes moléculas biológicas (d) (a) (b) (c) a) Lípido (b) (a) (c) b) 103 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 (a) (b) Vitamina B2 (a) (b) (c) d) (a) e) (b) Vitamina C (a) (c) (b) f) (d) Moxifloxacino 104 4. Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Escriba la forma estructural de los siguientes compuestos: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) 5. 4-Etil-4-fluoro-2-metilheptano 3,7-Dietil-2,2-dimetil-4-propilnonano 3-Propil-2,5-hexadieno 2-Cloro-3-hexeno 3-Fluoro-2-metil-3-hexeno 4-(1,1-Dimetiletil)octano 4-Isopropil-2,4,5-trimetilheptano propino 5-bromo-2-pentino 2,6-dimetil-3-heptino Utilizando las normas de la IUPAC, nombra los siguientes compuestos: a) b) c) d) e) 105 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 f) g) h) i) j) k) l) m) 106 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 RESPUESTAS 1. Tipo de carbono (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) Hibridación sp sp sp3 sp2 sp3 sp3 sp3 sp2 Tipo de enlace Triple Triple Simple Doble Simple Simple Simple Doble 2. a) b) c) d) e) f) g) h) R-X R-O-R’ R-NH2 R-CHO R-COOH R-CO-R´ R-CO-OR´ R-OH (e) ácido carboxílico (h) alcohol (d) aldehído (f) cetona (g) éster (a ) halogenuro de alquilo (c ) amina (b) éter 3. a) (a) Alcano (b) Alcohol (c) Alqueno (d) Cetona b) (a) Alqueno (b) Alcano (c) Alcohol c) (a) Amida (b) Amina d) (a) Alqueno (b) Alcano (c) Alcohol e) (a) Acido Carboxílico (b) Alcohol f) (a) Amina (b) Amina 107 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 (c) Acido Carboxílico (d) Cetona 4. a) b) c) d) e) f) g) h) 108 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 i) j) 5. a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) 2,3,4-Trimetilhexano 5-Etil-2,3,3-trimetilheptano 3,3,5-Trietil-4-(1-metiletil)-octano 3-Metilpentano 3-Fluorohexano 3-Etil-4-metilhexano 4-Cloro-5-terc-butiloctano 2-Metil-1-buteno 3-Metil-3-hexeno 2,3,5-Heptatrieno 2,5-Dimetil-2,3,5-heptatrieno 4,4-dimetil-1-hexino 4-metil-1- pentino 109 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 SOLEMNES y EXAMENES ANTERIORES Solemne N°1 QUI 070 Nombre: ______________________________________Número de Matrícula:______________ Sección:________ Carrera:________________________ Prof.:__________________________ Pregunta 1 2 3 4 Total Nota Apague su celular!! Responda cada pregunta en la hoja correspondiente. UTILICE LAPIZ DE PASTA. Está prohibido pedir calculadora o cualquier otro material durante la prueba. Recuerde que la prueba es de desarrollo, por lo que debe justificar todas sus respuestas. SEA CUIDADOSO CON EL MANEJO DE LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y CON EL REDONDEO. Escala Puntaje/Nota: P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 4,0 P 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 N 4,2 4,3 4,5 4,6 4,8 4,9 5,1 5,2 5,4 5,5 5,7 5,8 6,0 6,1 6,3 6,4 6,6 6,7 6,9 7,0 Datos Potencialmente Útiles: Número de Avogadro (NA) = 6,02 x 1023 entidades / mol Masas Molares : C = 12,01g/mol; ; N = 14,00; O = 16,00 g/mol; Be = 9,01g/mol; Cl = 35,45; B = 10,81; Br = 79,90; Fe = 55,84; F = 19,00; Cu = 63,55; Al= 26,98 g/mol; Si= 28, 09 g/mol Ecuación del Gas Ideal: P V = n R T Constante Universal de los Gases, R = 0,08205 atm L / mol K Conversiones: 1atm = 760 mm de Hg 110 1. a) Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Determinar la composición porcentual de la esmeralda: B e3Al2Si6O18 (4 Puntos) b) 2. Una muestra de la sacarosa C12H22O11, contiene 4,48 g de carbono. ¿Cuántos átomos de hidrógeno y cuántas moléculas de sacarosa contiene la muestra? (6 Puntos) Un producto secundario de la reacción que infla las bolsas de aire para automóvil es sodio, que es muy reactivo y puede encenderse en el aire por lo cual debe eliminarse. El sodio que se produce durante el proceso de inflado reacciona con otro compuesto , el cual cumple esta función, por lo que se agrega al contenido de la bolsa, KNO3 ,según la reacción Na(s) + KNO3(s) → K2O(s) + Na2O(s) + N2(g) a) b) c) 3. Equilibre la ecuación (2 Puntos) ¿Cuántos moles de KNO3 se necesitan para eliminar 2,50 g de Na? (4 Puntos) ¿Qué masa de KNO3 se necesitan para eliminar 3,2 g de Na? (4 Puntos) Para la siguiente combustión del butano: C4H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) 4. a) Equilibre la ecuación (2 Puntos) b) ¿Cuántos moles de O2 reaccionan con 15,1 g de C4H10(g)? (4 Puntos) c) ¿Qué volumen de O2(g) a 17,7°C y 0,978 atm reacciona con 15,1 g de C4H10(g)? (4 Puntos) El nitruro de magnesio se produce mediante la siguiente reacción: 3 Mg + N2 → Mg3N2 a) b) ¿Cuál es el reactivo limitante y el excedente y cuánto queda a partir de 126 gramos de Mg y 82 gramos de N2? (4 Puntos) ¿Qué masa de Mg3N2 ? (3 Puntos) 111 c) Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 ¿Qué masa de Mg3N2 de obtiene si el rendimiento de la reacción es de 86.6%? (3 Puntos) 112 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Solemne N°2 QUI 101 Nombre: ______________________________________Número de Matrícula:______________ Sección:________ Carrera:________________________ Prof.:__________________________ Pregunta 1 2 3 4 Total Nota Apague su celular!! Responda cada pregunta en la hoja correspondiente. UTILICE LAPIZ DE PASTA. Está prohibido pedir calculadora o cualquier otro material durante la prueba. Recuerde que la prueba es de desarrollo, por lo que debe justificar todas sus respuestas. SEA CUIDADOSO CON EL MANEJO DE LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y CON EL REDONDEO. Escala Puntaje/Nota: P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 4,0 P 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 N 4,2 4,3 4,5 4,6 4,8 4,9 5,1 5,2 5,4 5,5 5,7 5,8 6,0 6,1 6,3 6,4 6,6 6,7 6,9 7,0 Datos Potencialmente Útiles: Diesel o gasoleo…...........................................2,68 kg de CO 2/litro Masas Molares: C = 12,01g/mol; N = 14,00; F = 19,00 g/mol 1. A partir de las entalpías de reacción: H2(g) + F2(g) → C(s) + 2F2(g) → 2C(s) + 2H2(g) → 2HF(g) ∆H = -537 KJ CF4(g) ∆H = -680 KJ C2H4(g) ∆H = +52.3 KJ 113 a) Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Calcule ∆H para la reacción de etileno con F 2: ( 4 Puntos) C2H4(g) + 6F2(g) → b) c) 2. ¿Cuál es la energía de la reacción de C2H4 y F2 si se forman 10 g de CF4? ¿Se trata de un proceso exotérmico o endotérmico? Justifique. ( 2 Puntos) Se dispone de un ácido nítrico comercial concentrado al 68,1 % en peso y densidad 1,405 g/ml. a) b) c) 3. 2CF4(g) + 4HF(g) ¿Cuál es la concentración molar de esta solución? (4 Puntos) Masa molar (HNO3) = 63,02 g/mol. ¿Cuál es la molalidad de esta solución? (4 Puntos) ¿Qué volumen del ácido concentrado (Pregunta (a)) serán necesarios para preparar 0,2 L. de disolución 1,5 M ? (2 Puntos) Si usted para venir a la universidad toma dos recorridos de Transantiago. En uno, el trayecto consume 8,0 litros de diesel y el otro 9 litros de diesel. Suponiendo que este servicio público en el primer trayecto esta siendo utilizado por 50 personas incluyéndolo a usted, y en el segundo por 25 personas incluyéndolo a usted y que esto usted los hace dos veces al día por 365 días. Al respecto responda a) ¿Cuántos litros de diesel consume Ud. Por cada trayecto? (2 Puntos) b) ¿Cuánto Diesel consume en un año en ambos trayectos? (4 Puntos) c) ¿Cuanto es la cantidad en kg de CO2 que usted genera solo en ambos trayectos en un año? (4 Puntos) 4. a) ¿Qué volumen de NaCl 0,300 M se requiere para que reaccionen completamente 25,0 mL de Pb(NO3)2 0,440 M? (6 Puntos) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaCl (ac) → PbCl 2(s) + 2 NaNO3(ac) b) Complete la siguiente tabla en base a la nomenclatura. (4 Puntos), (0,25 c/u) Nombre Fórmula Catión Anión Hidróxido de sodio 114 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 Sulfato de calcio Cu+ O2- Na+ Cl- Fe2O3 Ácido yodhídrico 115 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 SOLEMNE N°3 Nombre: ______________________________________Número de Matrícula:______________ Sección:________ Carrera:________________________ Prof.:__________________________ Pregunta 1 2 3 4 Total Nota Apague su celular!! Responda cada pregunta en la hoja correspondiente. UTILICE LAPIZ DE PASTA. Está prohibido pedir calculadora o cualquier otro material durante la prueba. Recuerde que la prueba es de desarrollo, por lo que debe justificar todas sus respuestas. SEA CUIDADOSO CON EL MANEJO DE LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y CON EL REDONDEO. Escala Puntaje/Nota: P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 4,0 P 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 N 4,2 4,3 4,5 4,6 4,8 4,9 5,1 5,2 5,4 5,5 5,7 5,8 6,0 6,1 6,3 6,4 6,6 6,7 6,9 7,0 Datos Potencialmente Útiles: Kp = Kc (RT)n; R = 0,082L . atm / K . mol; T (K) = t(ºC) (K/ºC) + 273 K 116 1. a) Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 La oxidación de la glucosa: C6H12O6 (s) + 6O2 (g)  6CO2 (g) + 6H2O (l) Es un proceso exotérmico. Indique que efecto tienen sobre la posición de equilibrio los siguientes cambios. Justifique cada una de sus respuestas. i) ii) iii) iv) b) 2. Disminución en la concentración de CO2 (1,5 puntos) Aumento de temperatura (1,5 puntos) Aumento de de la concentración de O2 (1,5 puntos) Disminución de la concentración de glucosa (1,5 puntos) Escriba las expresiones para las constantes de equilibrio Kc, (y Kp, si es el caso), en cada uno de los siguientes procesos: i) N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g) (1 punto ) ii) C(s) + H2O (g)  H2(g) + CO (g) (1punto ) iii) 2 HI(g)  H2(g) iv) Fe3O4(s) + H2(g)  3FeO(s) + H2O(g) (1 punto ) + I2(g) ( 1 punto ) Se adicionan 2 mol de CO; 0,5 mol de H2 y 0 mol de CH3OH en un recipiente de un litro a 450ºC. Si cuando el equilibrio se alcanza la [CH3OH] es 0,012 M para la reacción: CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g) Determine: a) b) c) d) Las concentraciones de CO, H2 y CH3OH cuando se alcanza el equilibrio (utilice el cuadro de equilibrio) (3 Puntos) El valor de Kc para esta reacción con las concentraciones en equilibrio determinadas en (a). (3 Puntos) Determine el valor de Kp considerando que la temperatura es de 450°C. (2 Puntos) Prediga hacia donde estará desplazado el equilibrio de esta reacción tomando en cuenta el valor del Kc calculado en (b). (2 Puntos) 117 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 3. Si una disolución 0,120 M de ácido cloroacético (ClCH2COOH) está disociada en un 11%. ClCH2COOH (ac) + H2O(l)  ClCH2COO-(ac) + H3O+(ac) b) Determine las concentraciones en el equilibrio de ClCH2COOH, ClCH2COO- y H3O+ (3 Puntos) Calcule el pH de la solución (2 Puntos) c) Calcule la Ka de dicho ácido (2 Puntos) d) Clasifique las siguientes disoluciones en ácidas, básicas o neutras. Justifique con un cálculo. a) 4. i) Solución 1,8 x 10 –6 M de HCl ( 1 Punto) ii) Solución 0,08 M de KOH ( 1 Punto) iii) pOH = 3 ( 1 Punto) Para la hidrólisis de ión acetato de concentración 0,51 M (Kb = 5,6 x 10-10), cuya ecuación es: CH3CO2-(ac) + H2O (l) ↔ CH3CO2H (ac) + OH-(ac) Determine: a) La concentración de OH-, CH3CO2- y CH3CO2H (4 Puntos) b) La concentración de H+ y el pH de la solución (3 Puntos) c) Si se agrega CH3CO2- a esta solución el pH aumentara o disminuirá. Justifique su respuesta (3 Puntos) 118 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 EXAMEN QUI 070 Nombre: ______________________________________Número de Matrícula:______________ Sección:________ Carrera:________________________ Prof.:__________________________ Pregunta 1 2 3 4 Total Nota Apague su celular!! Responda cada pregunta en la hoja correspondiente. UTILICE LAPIZ DE PASTA. Está prohibido pedir calculadora o cualquier otro material durante la prueba. Recuerde que la prueba es de desarrollo, por lo que debe justificar todas sus respuestas. SEA CUIDADOSO CON EL MANEJO DE LAS CIFRAS SIGNIFICATIVAS Y CON EL REDONDEO. Escala Puntaje/Nota: P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 N 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,3 3,4 3,6 3,7 3,9 4,0 P 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 N 4,2 4,3 4,5 4,6 4,8 4,9 5,1 5,2 5,4 5,5 5,7 5,8 6,0 6,1 6,3 6,4 6,6 6,7 6,9 7,0 Datos Potencialmente Útiles: Kp = Kc (RT) n R = 0,082 L atm/K mol 119 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 1. Para una disolución 0,08 M de ácido cloroacético (ClCH2COOH) cuyo Ka = 1,36x10-3 ClCH2COOH(ac) + H2O(l)  ClCH2COO-(ac) + H3O+(ac) a) b) 2. Determine las concentraciones en el equilibrio de ClCH2COOH, ClCH2COO- y H3O+(4 Puntos) Calcule el pH de la solución (3 Puntos) b) Una solución acuosa con un pH de 10,60 se diluye desde 1,0 L hasta 1,5 L. ¿Cuál es el pH de la solución diluida? (3 Puntos) a) ¿Qué volumen de NaCl 0,300 M se requiere para que reaccione todo el ion Pb2+ presente en 25,0 mL de Pb(NO3)2 0,440 M? (5 Puntos) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaCl (ac) → PbCl 2(s) + 2 NaNO3(ac) b) Responda las siguientes preguntas sobre los temas de seminario realizados (1,0 punto cada una) I. El principal componente del smog fotoquímico es: A. B. C. D. E. II. O3 (ozono) NO (óxido nítrico) CCl2F2 (freón-12, un CFC) CH4 (metano) NA El dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y los clorofluorocarbonos (CFC) son gases con efecto invernadero. Los efectos climáticos más relevantes son (INDIQUE LA RESPUESTA INCORRECTA) A. B. C. D. Derretimiento de los hielos polares Aumento en el nivel del océano e inundación de las ciudades costeras Avance de zonas desérticas Menor disponibilidad de agua “dulce” debido al derretimiento de los glaciares E. NA III. ¿Cuál de los siguientes gases es un contaminante del aire? A. B. C. D. CO2 N2 Ar CO 120 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 E. O2 IV. Los principales efectos ambientales ocasionados por los contaminantes atmosféricos en su interacción con los cuerpos del agua, el tipo de suelos y las variables metereológicas son: A. B. C. D. E. Efecto invernadero y degradación de la capa de ozono. Lluvias ácidas y “smog” fotoquímico. Inversión térmica. Erosión de los suelos. Todas las anteriores. . V. La lluvia ácida se forma a partir de contaminantes que forman ácido nítrico y ácido sulfúrico que luego precipita a la tierra. ¿Cuál de los siguientes efectos NO es producido por la lluvia ácida? A. B. C. D. E. .3. Acidificación de lagos Destrucción de monumentos y edifícios antiguos Caída prematura de lãs hojas de árboles Corrosión de la pintura de los automóviles Ninguna de las anteriores Calcule el calor de formación del oxido férrico, o oxido de hierro(III) (Fe 2O3), cuya reacción de formación es: ( 4 Puntos) 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(s) Para lo cual use los siguientes datos: i) ii) b) 3 C(s) + 2 Fe2O3(s) → 4 Fe(s) + 3 CO2(g) + 109,85 kcal C(s) + O2(g) → CO2(g) + 94,05 kcal ¿Cual es el calor de formación por mol del oxido férrico? ( 4 Puntos) c) ¿Se trata de un proceso exotérmico o endotérmico? Justifique. ( 2 Puntos) 121 Guía de Ejercicios, Curso de Química y Ambiente QUI 070. 2014-2 4. La reacción de descomposición del bicarbonato de sodio (NaHCO 3) alcanza su equilibrio a 433K y se describe a través de la siguiente reacción: NaHCO3(s)  Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) Se colocan 16,8 g de NaHCO3 en un reactor de 2L y se eleva la temperatura hasta alcanzar el equilibrio químico, donde la presión total del sistema alcanza 2,42 atm. Al respecto: a) Escriba la expresión para Kp (2p) b) Calcule Kp e indique sus unidades (4p) c) Calcule Kc (4p) e indique sus unidades(4p) 122