Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 1

Transcripción

1 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 1 Ley de conservación de la masa 1. Aplica la ley de conservación de la masa para completar la tabla de cada reacción química. a) 2 NO O 2 + N 2 total de reactivos total de productos 32,8 g de NO 2 de O 2 de N 2 10 g b) 2 AgNO 3 + Cu 8 Cu(NO 3 ) Ag total de reactivos total de productos,0331 g de AgNO 3 de Cu de Cu(NO 3 ) 2 de Ag 0,6355 g 2,157 g c) 2 HNO 3 + Mn(OH) H 2 O + Mn(NO 3 ) 2 total de reactivos total de productos 0,3 g de HNO 3 de Mn(OH) 2 de H 2 O de Mn(NO 3 ) mg 72 mg d) 3 C + H 2 8 C 3 H 8 total de reactivos total de productos 88 g de C de H 2 de C 3 H 8 16 g 2

2 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 2 atómica promedio, cantidad de sustancia, átomos y moléculas 1. Calcula la masa atómica promedio de los elementos químicos siguientes: Isótopo (u) Abundancia (%) atómica promedio (u) 35 Cl 3, ,53 37 Cl 36,9660 2,7 16 O 15,999 99, O 16,9989 0, O 17,9972 0,20 12 C 12, ,89 13 C 13,0033 1,11 5 Fe 53,9396 5,82 56 Fe 55,939 91,66 57 Fe 56,935 2,19 58 Fe 57,9333 0,33 2. A partir de los resultados del apartado anterior, completa la tabla. Dato: N A = 6, mol 1. Compuesto molecular (g) CO 2 1 Fe 2 O CCl 10 Cantidad de sustancia (mol) N.º de átomos Cl O C Fe 3

3 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 3 Volumen molar y ecuación de los gases ideales 1. El volumen que ocupa un mol de gas en determinadas condiciones se denomina volumen molar. Para relacionar el volumen con la cantidad de sustancia y con las condiciones de presión y temperatura, necesitamos emplear una ecuación de estado. Para gases a presiones próximas a la presión atmosférica, utilizamos la ecuación de los gases ideales, p V = n R T, en la que p es la presión; V, el volumen; n, el número de moles; T, la temperatura, y R es una constante dimensional, cuyo valor, más frecuentemente utilizado, es 0,082 atm L K 1 mol 1. a) Expresa el valor de R en unidades del SI. b) Comprueba que el volumen molar de las masas de los diferentes gases indicados en la tabla es el mismo. Qué conclusiones extraes a la vista de la tabla? Utiliza los datos de las masas atómicas promedio del Sistema Periódico de la unidad anterior. molar (g) Presión (atm) Volumen (L) Temperatura n Volumen molar (L/mol) O , ,9 N , ,9 CH 320 0, ,9 Ar 00 0, ,9

4 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo Concentración de una disolución (I) 1. Completa la tabla, calculando la concentración de cada disolución. Soluto Disolvente Disolución Compuesto (g) molar Compuesto (g) Densidad Concentración g/l Molar g/l NaCl 120 H 2 O ,3 H 2 SO 2 H 2 O CH 3 CH 2 OH H 2 O HCl 10 H 2 O Explica la diferencia entre densidad y concentración, utilizando cualquiera de las cuatro disoluciones anteriores como ejemplo Indica cómo prepararías 100 ml de una disolución acuosa 0,2 M de cloruro de sodio, señalando el material de laboratorio que utilizarías

5 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 5 Concentración de una disolución (II) 1. En la ficha de seguridad del ácido nítrico se pueden leer los datos siguientes: ÁCIDO NÍTRICO ICSC: 0183 Octubre 2006 CAS: RTECS: NU: CE Índice Anexo I: CE/EINECS: QU Ácido nítrico concentrado (70%) HNO 3 molecular: 63.0 Y en el apartado de propiedades físicas: Punto de ebullición: 121 C Punto de fusión: 1,6 C Densidad relativa (agua = 1): 1, Solubilidad en agua: miscible Presión de vapor, kpa a 20 C: 6, Densidad relativa de vapor (aire = 1): 2,2 a) Indica qué precauciones debes considerar en su manejo. b) Partiendo de un litro de esta disolución, calcula su concentración molar. c) Indica qué cantidad de esta disolución deberíamos tomar para preparar 500 ml de otra disolución de HNO 3, pero de concentración 5 M. 6

6 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 6 Ajuste de ecuaciones químicas 1. Ajusta las reacciones químicas y comprueba que el número de átomos es igual para cada elemento en los reactivos y los productos. N H O NH 3 + O 2 8 NO + H 2 O C H C 2 H 2 + H 2 8 C 2 H 6 C H O C 3 H 6 O + O 2 8 CO 2 + H 2 O Ca O Mn I CaO + MnI 8 MnO 2 + CaI 2 C H O C 6 H 6 + O 2 8 H 2 O + CO 2 C F Br CF + Br 2 8 CBr + F 2 Ag Cu S O Ag + CuSO 8 Ag 2 SO + Cu HNO 3 + Mn(OH) 2 8 H 2 O + Mn(NO 3 ) 2 LiNO 3 + Ag 8 AgNO 3 + Li H N O Mn Li N O Ag 7

7 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 7 Cálculos con ecuaciones químicas Ajusta las ecuaciones químicas siguientes y rellena las tablas a partir del dato que se ofrece en cada una. Después, contesta a las cuestiones que se formulan en cada caso: 1. HCl + Na 2 SO 8 NaCl + H 2 SO Coeficiente estequiométrico molar (g/mol) (g) 1,2 Cantidad de sustancia (mol) HCl Na 2 SO NaCl H 2 SO Qué volumen de una disolución 0, M de HCl debemos utilizar para que reaccione completamente con la masa de sulfato de sodio? C 6 H 12 (l ) + O 2 (g) 8 CO 2 (g) + H 2 O (g) Coeficiente estequiométrico molar (g/mol) (g) 20 Cantidad de sustancia (mol) C 6 H 12 O 2 CO 2 H 2 O a) Si sabemos que la densidad del hexano es de 0,66 g/l, qué volumen de hexano debemos utilizar para obtener la masa indicada en la tabla? b) En qué estado de agregación está el agua producida en esta reacción? 3. HBr + Fe 8 H 2 + FeBr 2 Coeficiente estequiométrico molar (g/mol) (g) 558 Cantidad de sustancia (mol) HBr Fe H 2 FeBr 2 Cuántos litros de H 2 se desprenden en la reacción anterior, si los medimos a 300 K y 1,02 atm?.... Qué criterio podemos utilizar para comprobar si hemos realizado los cálculos de masa correctamente?... 8

8 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 8 Energía y reacciones químicas 1. Indica si el esquema de la izquierda corresponde a una reacción endotérmica o exotérmica y dibuja a la derecha el correspondiente al otro tipo de reacción. Energía Energía Reactivos Productos Avance de la reacción Avance de la reacción Indica si las reacciones de la tabla son endotérmicas o exotérmicas. Expresa el calor de reacción en unidades molares o másicas, considerando que se refiere al compuesto marcado con *. Reacción Q r (kj kg 1 ) Q r (kj mol 1 ) Endotérmica/ Eexotérmica 1 CH 3 CH 2 OH* (aq) O 2 (g) CO 2 (g) + 3 H 2 O (g) N 2 + O 2 * 8 2 NO ,05 CH 3 CH 2 OH* (aq) + 7 O 2 (g) ,3 8 2 CO 2 (g) + 3 H 2 O (l) CaCO 3 * 8 CaO + CO ,32 Qué diferencia hay entre las reacciones 1 y 3?

9 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 9 Velocidad de las reacciones químicas 1. Indica si las afirmaciones siguientes son verdaderas (V) o falsas (F) y explica por qué. a) Para que se produzca una reacción química, es necesario que se verifiquen las etapas siguientes de forma consecutiva: ruptura de los enlaces químicos, choque entre átomos y formación de nuevos enlaces. b) Al elevar la temperatura, se aumenta la intensidad de los choques entre átomos. c) La concentración de los reactivos no influye en la velocidad de la reacción química. d) Un catalizador es un reactivo que desaparece durante la reacción. e) Para que un catalizador aumente la velocidad de una reacción, este debe añadirse en grandes cantidades. 10

10 Reacciones químicas: fundamentos Ficha de trabajo 10 Reacciones de neutralización ácido-base 1. Completa las ecuaciones químicas previendo qué productos se formarán. A continuación, ajústalas y comprueba que el número de átomos es igual para cada elemento en los reactivos y los productos. HNO 3 + Mg(OH) 2 8 H N O Mg H 2 SO + NH OH 8 H S O N KOH + H 2 SO 8 H K O S HNO 3 + Mn(OH) 2 8 H Mn O N 2. Calcula el ph de los ácidos siguientes cuya concentración en g/l se expresa en la tabla. Para ello, calcula la concentración molar y la concentración de protones en cada caso. Realiza un esquema previo de la secuencia de cálculos que debes realizar. Dato: ph = log [H + ]; [H + ] es la concentración molar de H +. C (g/l) HCl 0,02 HNO 3 0,03 molar (g/mol) C (M) [H + ] ph 11