GASES1. Un gas ocupa un volumen de 31,0 L a 17,0 ºC. Si la temperatura del gas sube a 34,0 ºC a presión constante, a) ¿esperarías que se duplicase el volumen a 62,0 L? Explique su respuesta. Calcule el nuevo volumen a: b) 34,0 ºC c) 580,0 K R: a) no, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta a P constante. b) 32,8 L c) 62,0 L 2. Un recipiente de volumen desconocido se lleno de aire hasta una presión de 3,25 atm. Este recipiente se conectó después a otro recipiente vacío de volumen igual a 5,0 L y se dejo expandir el aire siendo su presión final 2,50 atm. Calcule el volumen desconocido, considerando que todo el proceso se realizó a temperatura constante (isotérmico). R: 16,7 L 3. Un globo lleno de gas con un volumen de 2,5 L a 1,2 atm y 25 ºC se eleva hasta la estratosfera (unos 30 km sobre la superficie de la tierra), donde la temperatura y la presión son –23 ºC y 3.10-3 atm respectivamente. Calcule el volumen final del globo. R: 839 L 4. Se abre la válvula que conecta un tanque de 5,0 L en el cual la presión del gas que lo ocupa es 9,0 atm, con otro de 10,0 L que contiene el mismo gas a 6 atm. Calcule la presión final del sistema al establecerse el equilibrio a temperatura constante, R: 7,0 atm 5. Un gas ideal a 650 mmHg de presión ocupa un bulbo de volumen desconocido. Se extrae una cierta cantidad de gas y se encuentra que ocupa un volumen de 1,52 mL a 1 atm. La presión del gas remanente en el bulbo fue de 600 mmHg. Asumiendo que el proceso es isotérmico, calcule el volumen del bulbo. R: 23,10 mL 6. Un recipiente flexible contiene 6,0 L de un gas ideal, si la presión se reduce a 1/3 de su valor original y su temperatura absoluta se reduce a la mitad. ¿Cuál es el volumen final del gas? R: 9,0 L 0 g de O 2.00 g de CH4. PC H = 2.00 g de C2H4 y 4. b)Calcule el peso molecular de un gas si 4. Una mezcla gaseosa que contiene 4.6 L a 30 ºC. (263 ºC) 9.06 atm 14. R: PT = 6. ¿Cuál es la presión que ejerce el gas remanente que quedo en el depósito? Asuma que el proceso es isotérmico.96 atm y 35 ºC.9 atm 15.50 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío que tiene un volumen de 4. Se agrega cierta cantidad de un tercer gas C. a dicho recipiente sin que cambie la temperatura. Cuando la fuga fue descubierta y reparada. el depósito había pérdido 66.7. NOTA: 1 torr = 1 mmHg R: a) 3. PC H = 1. ¿Qué masa de O2 escaparía. conservándose la temperatura a 100 ºC? R: 467 g 18.0 L que contiene O2 a 25 ºC y 30.9 g/mol 11. Una muestra de 0. Calcule la presión total y la presión parcial de cada uno de los componentes de la mezcla gaseosa.40 g del mismo ocupan 3. 4. ¿Qué efecto tiene la adición del gas C sobre lo siguiente: a) la presión .04 g/L b) 43. El hielo seco es dióxido de carbono sólido. si primero se calentara el cilindro a 100 ºC y luego la válvula se mantuviera abierta hasta que la presión del gas fuera 1.00 g de C4H10 está encerrada en un recipiente de 1.1 atm 4 2 4 4 10 19. R: 19.00 atm. Ne. a) Calcule la densidad del SO3 gaseoso a 0. R: 0.7 atm.1 atm. Un cilindro de gas contiene 480 g de O2 a 30. PCH = 3. para duplicar su presión si el volumen inicial del gas a 25 ºC se disminuye en un 10%? R: 536 K.0 atm y 27 ºC. ¿A qué temperatura debe calentarse una muestra de gas neón.9 atm.50 L a 560 torr y 41 ºC.0 atm experimenta un fuga. Calcule la presión en el recipiente después que todo el hielo seco se ha convertido en CO2(g). Considere un recipiente que contiene una mezcla gaseosa de los elementos A y B. Un depósito de 5.50 L a una temperatura de O ºC. . R: PT = 2. R: a) ninguno b) aumenta c) disminuye c) la fracción molar del gas B. Inmediatamente después.0 atm.15 g. Cierta cantidad de O 2(g) que originalmente estaba colocado en un recipiente de 5.0 L sin cambio en la temperatura. se transfiere al mismo recipiente de 10.33% c/u 22.5 atm b) 33. ¿Cuál es la presión de vapor de agua a 32 ºC? R: 35. Calcular: a) la composición original de la mezcla en porcentaje en moles.0 atm y al secarse la muestra ocupó un volumen de 1.0 L a 20 ºC.75 atm y 26 ºC. la presión alcanza un valor constante de 745 torr. b) si el experimento se realiza a 20 ºC y el agente secante aumenta su peso en 0.0 L siendo la presión de 1.00 L a 4. a) Si los tres gases se introducen en un mismo recipiente de 1. la presión en el recipiente es de 1.0 atm a 47 ºC. ¿cuál es el volumen del recipiente? (Se puede despreciar el volumen ocupado por el agente secante sólido). R: a) 1. ¿Cuántos mL de CO2(g) a 30 ºC y 700 torr deben agregarse a un recipiente de 500 mL que contiene N2(g) a 20 ºC y 800 torr. para obtener una mezcla gaseosa que tenga una presión de 900 torr a 20 ºC. R: 73.9 mL 24. Justifique sus respuestas. N2 y He gaseosos están presentes en tres matraces de 250 mL. El gas húmedo ejerció una presión de 1.0 L a la misma temperatura de 20 ºC.70 atm 21.0 L. Calcule la presión total en este nuevo recipiente. Cada uno ejerce una presión de 2. Cierta cantidad de N2(g) que originalmente se tenia en un recipiente de 1. ¿cuál será la presión resultante? b) Calcule el porcentaje en moles de componentes de la mezcla gaseosa. Se agrega una mezcla gaseosa gaseosa de nitrógeno y vapor de agua a un recipiente que contiene un agente secante sólido.parcial de A. Una muestra de un gas se recogió sobre agua a 32 ºC y ocupo un volumen de 1.80 atm y 26 ºC se transfiere a un recipiente de 10.7 mmHg 23. Luego de algunas horas. Muestras individuales de O2 .00 L a 3. b) la presión total en el recipiente.0 atm. 20. 417 2 XNe = 0. Calcule las fracciones molares de los gases en la mezcla final. Una cierta cantidad de nitrógeno gaseoso se encuentra en un recipiente de 0. PH = 1. En un recipiente rígido que contiene una mezcla gaseosa equimolar de He y N 2 se introduce cierta cantidad de neón gaseoso. R: a) 2.76 atm 2 2 27. R: 10.83 g H2.84 atm. siendo la presión total 1. El hidruro de calcio. Se tiene una bombona de 50 L de capacidad que contiene una mezcla gaseosa de 25% en masa de CH4 y 75 % de C2H6.39 L donde ejerce una presión Px.08 atm. Al introducir el neón la presión aumenta en un 20%.13 L donde ejercía una presión de 0. 2% H2O b) 10 L 25. manteniendo la temperatura constante. Un recipiente de 20 L contiene a 30 ºC una mezcla gaseosa de H 2 y SO2.25 g SO2 b) PSO = 0. Si la fracción molar del helio en la mezcla resultante es 0. de la cual se sabe que el 40% en masa es H2. R: 0. Calcule.26 atm 26.87 g 29. 4.R: a) 98% N2.42 atm a 17 ºC. R: XN = XHe = 0.52 atm. si el proceso se realiza a temperatura constante.40. cuando se requiere un mecanismo sencillo y compacto para generar . Calcule: a) los gramos de H2 y SO2 en la mezcla gaseosa. Al recipiente se le agrega todo el gas helio contenido en un recipiente de 0. CaH2. ¿cuál es el valor de Px? Suponga que durante el proceso la temperatura se mantiene constante. la masa de la mezcla gaseosa que debe extraerse para reducir la presión total en un 50%. a una presión total de 0. reacciona con agua para formar hidrógeno gaseoso de acuerdo a la siguiente ecuación: CaH2(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(ac) + 2H2(g) Esta reacción se utiliza algunas veces para inflar bolsas salvavidas y globos meteorológicos.167 28. Ne. b) la presión parcial de cada gas. los gases reaccionan hasta que uno de ellos se consume por completo. (No tome en cuenta el volumen del cloruro de amonio formado). ¿Cuántos gramos de hidruro de calcio se necesitan para producir 10. reaccionan para formar cloruro de amonio sólido.hidrógeno.6% CaCO3 33. NH3. se trata con ácido clorhídrico en exceso. se producirá a la misma temperatura y presión. MgCO3.09 moles c) 63. El nitrógeno y el hidrógeno reaccionan para formar amoníaco de acuerdo a la siguiente ecuación: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) A cierta temperatura y presión. 36. R: a) NH3 b) 0. uno contiene 5. Cuando se abre la llave de paso.00 g de NH3 y el otro 5. ¿qué volumen de NH3. NH4Cl: NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) Dos matraces de 2. R: 1.4% MgCO3. y el cloruro de hidrógeno. c) Calcule la composición porcentual en masa de la muestra. HCl.96 atm 32. CaCO3. a) ¿Cuál gas permanecerá en el sistema cuando la reacción halla llegado a su término? b) ¿Qué presión total tendrá entonces el sistema.0 L de H2.00 g de HCl. El amoníaco.26 L de dióxido de carbono gaseoso a 23 ºC y 735 torr. Un proceso común para obtener oxígeno gaseoso en un laboratorio es a través de la siguiente reacción: 2KClO3(s) MnO2 calor 2KCl(s) + 3O2(g) .4 g 30.05 g de una mezcla de carbonato de magnesio. y carbonato de calcio.80 L de H2.70 L de N2 reaccionan con 1.00 L cada uno a 25 ºC están conectados mediante una llave de paso. si la presión del mismo es 740 mmHg a 23 ºC? R: 8. La reacción subsecuente produce 2.20 L 31. HCl (ac). R: b) 0. b) Calcule el número total de moles de dióxido de carbono formados. a) Escriba ecuaciones químicas balanceadas para las reacciones que ocurren entre el ácido y cada uno de los componentes de la mezcla. Una muestra sólida de 8. 0. ¿qué masa de KClO3 se necesita? R: 4. considere que la temperatura permanece constante durante el proceso. R: 25 % 35.3 mmHg a 77 ºC.88 g en un recipiente de 1. Determine la fórmula molecular del compuesto.225 g de un metal M (P. mientras que. M2 (SO4)3 37. Los óxidos ácidos como el dióxido de carbono. El óxido nítrico reacciona con el oxígeno de acuerdo a: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) Inicialmente el NO y el O2 están en recipientes separados conectados por una llave de paso. reaccionan con óxidos básicos como óxido de calcio (CaO) y óxido de bario (BaO) para formar sales (carbonatos metálicos) a) Escriba las ecuaciones que representan estos dos cambios b) Un estudiante coloca una mezcla de BaO y CaO que tiene una masa de 4. M2O3. En seguida. en la mena. medidos a 35. S.0 g 34. Cuando se abre la llave. Un compuesto de fósforo (P) y flúor (F). El NO se encuentra en un recipiente de 4.Si se diseña un experimento para llenar cuatro botellas (cada una de 250 mL) de O 2 a 25 ºC y 741 torr. 0. = 27 g/mol) liberó 0.177 L de SO2 seco.0 ºC y 755 torr.0 L y ejerce una presión de 0.50 atm.A. Después que la reacción se completó se encuentra que la presión del CO2 se redujo a 252 torr. el cual tuvo una presión de 97. CaCl2(ac). el gas se mezcló con una solución acuosa de cloruro de calcio.00 atm. Calcule el porcentaje en masa de azufre. R: 0. el O2 ocupa un recipiente de 2. R: 2M + 6HCl 2MCl3 + 3H2. Determine la presión final del sistema. R: P2F4 36. Se calentaron 0. Deduzca a partir de esos datos la ecuación correspondiente y escriba las fórmulas del óxido y el sulfato del metal. se analizó de la siguiente manera.913 g de una mena que contiene un sulfuro metálico en presencia de O2(g) se producen 1. Calentando una muestra de 5.46 L que contiene CO2 gaseoso a 35 ºC y 746 torr.50 atm 38. CaF2. y teniendo una pérdida del 25% en masa del O2.2631 g de fluoruro de calcio.0 L y ejerce una presión de 1. la reacción ocurre rápida y completamente. y todo el flúor se transformó en 0.303 L de H2 (medido a 17 ºC y 741 torr) al reaccionar con un exceso de ácido clorhídrico. Calcule la composición .2324 g del compuesto en un recipiente de 378 mL transformándose todo el en gas. T = 31. calcule: a) el porcentaje en moles de amoníaco al finalizar la reacción c) la presión parcial de los gases constituyentes de la mezcla gaseosa final d) los moles de H2 en exceso.67% b) 0.porcentual en masa de la mezcla. ¿cuántos moles quedan del otro elemento? R: 0. Un litro de N2(g) medido a 27 ºC y 640 mmHg reacciona totalmente con H2(g) en exceso de acuerdo a la siguiente ecuación: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Dicha reacción se lleva a cabo en presencia de un catalizador de hierro bajo ciertas condiciones de presión y temperatura. contiene una mezcla gaseosa de NH3 y O2.034 moles c) PNH = 0. calcule: a) la presión de la mezcla gaseosa antes de que ocurra la reacción b) la presión final total después de la reacción. R: a) BaO(s) + CO2(g) BaCO3(s).0% CaO.42 atm. Una mezcla gaseosa constituida por hidrógeno y oxígeno con una relación molar de hidrógeno a oxígeno igual a 4/3. Suponiendo que la reacción de formación de agua ( 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ) se verifica de tal manera que uno de los dos elementos reacciona por completo.8 torr. CaO(g) + CO2(g) CaCO3(s) b) 10. Presión de vapor del vapor del agua a la temperatura. 90.143 moles O2 40. si ellos reaccionan según la siguiente ecuación: 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(l) y sabiendo que la presión del N2 que se forma es 0. PH = 0. Un recipiente de volumen V a una temperatura T. Considere el volumen de la mezcla sólida despreciable con respecto al volumen del recipiente. se explota en un recipiente con una descarga eléctrica. .21 atm 3 2 41. la mezcla gaseosa final ejerció una presión de 477 mmHg a 27 ºC en un recipiente de 4L.0% BaO 39. El volumen del recipiente es 12. R: a) 66. Después de la reacción. En dicha mezcla las presiones parciales de los gases son iguales.25 atm en el mismo V y a la misma T que la mezcla gaseosa original.0 L y la presión inicial total de los gases es 2 atm a 27 ºC. Considere el volumen ocupado por el agua líquida despreciable con respecto al volumen V. b) 0. Calcular: a) los gramos de CS2 en la mezcla original. C2H2. todo el CS2 se oxida a CO2 y SO2 de acuerdo a la siguiente ecuación: CS2(g) + 3O2(g) CO2(g) + 2SO2(g) La presión de la mezcla gaseosa de CO2. Se elimina el agua y se determina que el CO2 restante tiene una presión de 96. ocupa cierto volumen a una presión total de 70. Un recipiente A contiene CO2(g) a 0 ºC y 1 atm y uno B contiene HCl (g) a 20 ºC y 0. en el mismo volumen a la misma temperatura que la mezcla original.80 L a 127 ºC está sometida a una presión de 3.4 torr.28 atm. e) Un gas se esparce con más rapidez en una habitación cuando la temperatura es de 35 ºC que cuando está a 0 ºC. Explique lo siguiente en términos de la teoría cinético-molecular de los gases ideales: a)Una cierta cantidad de gas desarrolla el doble de presión cuando se comprime a la mitad de su volumen original. c) Cuando el dióxido de carbono se somete a una presión suficiente a 20 ºC.42 atm Una mezcla gaseosa de CS2 y O2 en un recipiente de 9. Cuando se quema la mezcla mediante una chispa eléctrica.5 torr. d) La presión del aire en el neumático de un automóvil puede aumentar considerablemente al conducir cierta distancia a alta velocidad.5 atm. se licua. b) El aire caliente se eleva o asciende. Reacciones: (1) CH4(g) + 2O2(g) (2) C2H2(g) + 5/2 O2(g) R: 63. La muestra se quema con formación de CO2 y H2O. Calcule la composición porcentual en moles de la mezcla original. CH4. y acetileno. b) 0.R: a) 1. 36.62 atm a 127 ºC. a) ¿Cuál recipiente contiene mayor número de moléculas? b) ¿En cuál recipiente es más alta la energía cinética promedio? c) ¿En cuál recipiente es mayor la vrms (raíz cuadrada de la velocidad . SO2 y O2 luego de la reacción es 2.0 g 43.3% CH4. R: a) 15.64 atm Una mezcla gaseosa de metano. 45.7% C2H2 CO2(g) + 2H2O(l) 2CO2(g) + H2O)l) 44. cuando el oxígeno se somete a una presión aún mayor a 20 ºC no se licua. b) la presión parcial del O2 en la mezcla final.0 atm 42. Los dos recipientes tienen el mismo volumen. 51.0 L del gas. ¿A que temperatura debe calentarse el gas?. R: 211.14 vA 46. ¿A que temperatura la Vrms de las moléculas del fluor seria la misma que las de Cl2?. El factor de compresibilidad para el CO2(g) a 40 ºC y 51 atm es 0.4 g/mol 47. A continuación este globo se coloca en una caja que contiene hidrógeno gaseoso puro. a) A 100°C. las energías cinéticas promedio de los dos gases a la misma temperatura son iguales. Cl2.0 L de O2(g). El níquel forma un compuesto gaseoso de fórmula Ni(CO)x ¿Cuál es el valor de x. dado el hecho que el metano gaseoso. Calcule el peso molecular del gas desconocido. 50. tienen una cierta velocidad promedio (Vrms) que no necesitamos calcular. las moléculas de cloro. b) Calcule la relación entre las velocidades Vrms de las moléculas de N2 a las temperaturas de 100°C y a 0°C. d) Compare las velocidades de difusión a través de una fuga R: a) A b) B c) B d) vB = 1. también a una presión de 1 atm. He. Una cierta masa de CO2 ocupa un volumen de 1 L a 40 ºC y 51 atm. de acuerdo con la teoría cinético-molecular. difunde 3. aún así. hasta una presión de 1 atm. b) Ec función únicamente de T. a) ¿Qué ocasiona que los gases reales tengan valores de PV/RT menores que los de un gas ideal? ¿Y que ocasiona que sean mayores? b) ¿Porqué se hace menor la diferencia entre los valores de PV/RT para los gases ideales y reales al aumentar la temperatura? 52.70. b) Las moléculas de SiH4 son más pesadas que las moléculas de CH4.76. ¿cómo puede ser esto? Explique. Se tienen 10 moles de un gas A a -23°C y se desea aumentar su velocidad promedio Vrms en un 10 %.3 veces más rápido que ese compuesto en las mismas condiciones de presión y temperatura? R: 4 Ni(CO)4 49. Compare ese volumen con el ocupado idealmente y justifique la diferencia. Se necesitaron 72 segundos para la difusión de 1. En idénticas condiciones experimentales se requieren 28 segundos para la difusión de 1. Un gas con peso molecular desconocido difunde a través de una pequeña abertura a presión y temperatura constantes. . Calcular el volumen ocupado por la misma cantidad de CO 2 a 122 ºC y 328 atm. R: a) se expande 48. ¿El globo se expandirá o contraerá? Explique. CH4. A 122 ºC y 328 atm es 0. a) Un globo de hule permeable a las moléculas pequeñas se llena con helio gaseoso.cuadrática media)? diminuta. 55. b) ¿Cuál sería la presión que ejercería si cumple: i) con la ecuación del gas ideal.7 b) i) 63. ¿Cuáles de los siguientes gases se pueden licuar por aplicación de presión a 25 ºC? Para aquellos que no sea posible. C y D obedecen la ecuación de Van der Waals con los siguiente valores de las constantes a y b: a (L. Gas SO2 C2H2 CH4 CO Tc(ºC) 158 36 -82 -140 Pc(atm) 78 62 46 35 R: SO2 y C2H2.26 L 53.10 D 0.037 L / mol. ii) con la ecuación de Van der Waals. ii) 51. el efecto de la atracción intermolecular sobre las propiedades de un gas si: i) el gas se comprime a un volumen menor ii) se introduce mas gas en el mismo volumen a la misma temperatura iii) la temperatura del gas se aumenta a presión constante b) los cambios anteriores hacen mas o menos significativo. Justifique sus respuestas. A 25 ºC se encuentran por debajo de su temperatura crítica 56.15 C 20 0. el efecto del volumen molecular sobre las propiedades del gas. Compare esos valores con la presión del gas real y justifique las diferencias. a) Es mas o menos significativo. a) Calcule el factor de compresibilidad para un mol de amoniaco NH3 que en un recipiente de 500 ml a 112°C ejerce una presión de 45 atm. bajo las cuales se pueden licuar. Datos: a = 4. R: a) i) más significativo ii) no tiene efecto iii) menos significativo b) i) más significativo ii) más significativo iii) menos significativo 54. Los gases A.17 L2 atm /mol2. R: a) 0.05 0.mol-1) b (L. describa las condiciones. B.mol-1) A 6 0.18 L Vi = 0.025 B 8 0.5 atm.02 .0 atm b = 0.atm-1.Vr = 0. R: a) D b) C 57. R: 1.0 g/L 58.00 g 59.7 atm.87 L contiene 10 g de A a 100 ºC. su presión de vapor a 27 ºC es 300 mmHg y su temperatura crítica es 95 ºC. R: 90. Calcule la densidad y compárela con el valor de esta si fuese un gas ideal. El CO2 gaseoso a una presión de 65. Una sustancia A tiene un peso molecular de 300 g/mol. R: mayor (TA< TB) . Justifique su respuesta mediante cálculos. A es un gas ideal y B es un gas real que se encuentra en condiciones de presión y de temperatura menores que sus valores críticos. Un cilindro de 1.a) ¿Qué gas se acerca más a la idealidad? b) ¿Qué gas posee la mayor temperatura crítica? Justifique sus respuestas. y una temperatura de 153°C posee un factor de compresibilidad de 0. Dos recipientes contienen igual número de moles de los gases A y B respectivamente. ¿Será la temperatura de B mayor. menor o igual a la de A?. ¿Cuántos gramos de A se condensarán cuando el cilindro se enfrie a 27 ºC? Considere que el volumen ocupado por el condensado es despreciable con respecto al volumen del recipiente y además que el vapor se comporta idealmente.92. las presiones en los recipientes son tales que el producto PV es el mismo para ambos gases. Justifique la diferencia.