REFUERZOS EDUCATIVOS PARA FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO. Curso

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1 REFUERZOS EDUCATIVOS PARA FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO Curso Nombre: Curso: Profesores: Dña. Rosario Nieto D. Miguel Cantó 1

2 EL TRABAJO CIENTÍFICO Objetivos Describir los procesos asociados al trabajo científico. Apreciar magnitudes. Conocer los símbolos y los nombres de las magnitudes fundamentales. Utilizar los múltiplos y submúltiplos de las unidades. Operar con números en notación científica. Reconocer la importancia de las unidades al trabajar con magnitudes, esto implica realizar los cambios de unidades usando siempre los factores de conversión. Contenidos El método científico: pasos del método científico. Medida de magnitudes: sistema internacional de unidades; cambio de unidades (uso de factores de conversión); cifras significativas; notación científica; aproximación ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Objetivos Conocer las características de los estados de agregación de la materia Conocer la densidad como propiedad característica de la materia Conocer la teoría cinética de la materia Explicar las propiedades de los gases de acuerdo con la teoría cinética Explicar la existencia de la presión atmosférica Relacionar la teoría cinética con la temperatura Contenidos La materia Estados de agregación de la materia o La teoría cinética o La teoría cinética y los estados de agregación o La teoría cinética y la temperatura 2

3 Los cambios de estado o Efecto de la temperatura o Efecto de la presión Presión atmosférica Los cambios de estado y la teoría cinética Calor latente de cambio de estado Propiedades de los gases o El volumen disminuye al aumentar la presión o El volumen aumenta con la temperatura o La presión aumenta con la temperatura SISTEMAS MATERIALES Objetivos Distinguir entre sustancias puras y mezclas Diferenciar entre elemento y compuesto Explicar las diferencias entre mezcla homogénea y heterogénea Identificar los componentes de una disolución y los tipos de disoluciones Conocer las formas de medir la concentración de una disolución Reconocer las técnicas de separación de mezclas heterogéneas Conocer el concepto de solubilidad y los factores que la afectan Contenidos Clasificación de la materia Disoluciones o Clasificación de las disoluciones Concentración de una disolución o Tanto por ciento en masa. Riqueza o Tanto por ciento en volumen o Concentración en masa Solubilidad o Curvas de solubilidad o Solubilidad de gases en líquidos Separación de mezclas o En mezclas heterogéneos (tamizado, filtración, imantación, sedimentación) o En mezclas homogéneas (destilación, evaporación) 3

4 TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA Objetivos Comprender la estructura y composición de la materia Utilizar modelos para explicar la estructura de la materia Conocer la naturaleza eléctrica de la materia Identificar las partículas que constituyen el átomo y saber cómo están distribuidas Entender los conceptos de número atómico, número másico y masa atómica Conocer el concepto de isótopo e ión Saber cómo se disponen los electrones en el átomo Contenidos La concepción del átomo o Los pensamientos griegos o Teoría atómica de Dalton La materia es discontinua o La naturaleza eléctrica de la materia o Partículas subatómicas Estructura de los átomos o Modelo atómico de Thomson o Concepto de ión o Radiactividad o Modelo atómico de Rutherford o Descubrimiento del neutrón Caracterización de los átomos o Concepto de isótopo, aplicaciones de los mismos Masa atómica y masa de un elemento Nuevos modelos atómicos o Modelo atómico de Bohr o Configuraciones electrónicas LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES Objetivos Conocer la importancia de la búsqueda de los elementos químicos Diferenciar entre metales y no metales Reconocer la existencia de las propiedades periódicas de los elementos y justificar su clasificación en la tabla periódica. Razonar la diversidad de sustancias que existen en la naturaleza Identificar el tipo de enlace que une los átomos en las moléculas y en los cristales de las sustancias 4

5 Conocer los elementos que forman los seres vivos Calcular la masa molecular de las sustancias Entender en concepto de mol y comprender que es la unidad de cantidad de materia en el Sistema Internacional Conocer el Número de Avogadro y sus aplicaciones Contenidos Clasificación de los elementos: Sistema periódico actual o Descripción de los grupos y periodos o Las propiedades varían de forma regular Los símbolos de los elementos Elementos naturales y artificiales o Elementos en la materia inerte o Elementos en los seres vivos El enlace químico El enlace covalente o Formación de moléculas o Formación de cristales El enlace iónico El enlace metálico Cantidad de sustancia o Fórmulas químicas o Masa molecular o Composición centesimal o Concepto de mol y masa molar o Molaridad ACTIVIDADES Tema: EL TRABAJO CIENTÍFICO Pág 25: 19, 20; Pág 27: 21, 22; Pág 32: 2,3,4,5; Pág 34: 23, 24, 27, 28, 29, 30, 33; Pág 36: Autoevaluación. Fotocopia La Medida 5

6 Actividades sobre La Medida 1) Convertir al Sistema Internacional (S.I.) las siguientes medidas: a) 4205,6 mg b) 30,08 mm c) 814 ml d) 3012 µs e) 35 min f) 1,45 km g) 2,48 dm h) hm i) 0,00128 dam j) 376 cm k) 125 g l) 42 dg m) 0.8 dag n) mg o) 401 hg p) 461 cm 3 q) 8,2 dm 3 r) 12,3 hm 3 s) 1 año t) 3 L 2) Convierte al Sistema Internacional (S.I.) las siguientes medidas: a) 120 km/h b) 3,2 kg/cm 3 c) 25 L/min d) 1 g/m 2 e) 0,044 dm 3 /h f) km/s g) 4 Mg/m 3 3) Escribe las siguientes cantidades en Notación Científica: a) 0, kg e) 0,0101 L b) 632, mm f) 42 cm 3 c) s g) 340 m/s d) kg 4) Expresa estas medidas en unidades del S.I., utilizando la notación científica: a) 1200 km b) 2,5 g c) 28 cm 2 d) 1,5 cm 3 e) 3,2 g/cm 3 f) 7,01 ml g) 340 mg h) 33 cl i) km/s 5) Expresa en forma decimal las siguientes cantidades: a) b) 6, c) 4, d) 0, e) 6542,

7 6) Indica el número de cifras significativas de las siguientes medidas: a) 908,05 km b) 0,00680 kg c) 6, d) 0, m 7) Al circular por una autovía, pasamos por un radar que controla la velocidad de los vehículos que circulan por ella. Al poco tiempo recibimos en casa una carta de la Dirección General de Tráfico (DGT) que dice: Las cinco mediciones de velocidad que hemos efectuado a su vehículo han sido: 120,7 km/h; 120,2 km/h; 119,4 km/h; 119,8 km/h y 120,1 km/h. Deduzca usted mismo si debe pagar una multa por exceso de velocidad. Tú que piensas? Tendremos que pagar? Tema: ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA Pág 38: 1, 2, 3; Pág 40: 7, 8, 9; Pág 41: 10, 11; Pág 43: 13; Pág 44: 15, 16; Pág 47: 21, 22, 23; Pág 48: 24, 25; Pág 51: 31, 32; Pág 52: 34, 35; Pág 53: 37, 38; Pág 56: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7; Pág 58: 19, 21, 27; Pág 59: 34, 35 36, 41, 45; Pág 60: Autoevaluación. Fotocopia Estados de agregación Problemas Estados de agregación de la materia. 1) Calcula el volumen de un trozo de madera, sabiendo que su masa es de 10 g y que su densidad es 900 kg/m 3 (0,011 L) 2) El anillo de mi profesor tiene una masa de 6,5 gramos y ocupa un volumen de 1,4 ml. Será de oro? Dato: d (oro) = kg/m 3 3) Se coge un alumno de 3º ESO y se sumerge totalmente en una bañera, observándose que el aumento de volumen del agua de la bañera ha sido de 80 dm 3, si la densidad del cuerpo humano es de 933 kg/m 3, calcular la masa de esta alumno. (74,64 kg) 7

8 4) Las distintas sustancias presentes en la naturaleza tienen como propiedad característica, además de la densidad, los puntos de fusión y ebullición. Interpreta la siguiente tabla y responde a los apartados: Sustancia Punto de fusión (ºC) Punto de ebullición (ºC) Oxígeno -218,8-183 Alcohol -141,5 78 Agua Plata Mercurio a) Cuáles son las sustancias que están en estado sólido a -50 ºC? b) Cuando el agua está en ebullición, en qué estado de agregación están el resto de sustancias? c) Tenemos todas las sustancias a -50 ºC y se calientan hasta 90 ºC, qué cambios de estado se dan y en cuáles sustancias? d) Determina el intervalo de temperaturas en el que estén líquidos el mercurio, el alcohol y el agua. 5) Para fundir 6 kg de hierro, se necesita aportar 1758 kj de energía. Calcular el calor latente del hierro. ( J/kg) 6) El calor latente de vaporización del agua es J/kg. Si queremos vaporizar 1 litro de agua, cuánto calor necesitamos aportar? (2, J) 7) Metemos al congelador una cubitera con agua, cuando se congela ha cedido J de energía. Sabiendo que su calor latente de fusión (solidificación) vale J/kg, qué volumen de agua había en la cubitera? (0,25 L) 8) Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 C hasta 58 C, qué volumen final ocupará el gas? (1,14 L) 9) Una masa gaseosa a 32 C ejerce una presión de 1 8 atmósferas, si se mantiene constante el volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 52 C?. (19,18 atm) 10) Cuál será la presión de un gas al ser calentado de 20 C a 140 C si su presión inicial es de 4 atmósferas? (5,64 atm) 8

9 11) Un gas a 18 C y 750 mm de Hg ocupa un volumen de 150 cm³, cuál será su volumen a 65 C si se mantiene constante la presión?. (0,174 L) 12) Un volumen de 150 dm³ está a presión normal (1 atm), qué presión soportará si su volumen se reduce a 12 cm³? (12500 atm) 13) A qué temperatura deben enfriarse 600 ml de hidrógeno para que ocupen 275 ml si no ha variado la presión y la temperatura inicial era de 125 ºC? (182,4 K = -90,6 ºC) 14) Un gas ocupa un volumen de 100 litros a 200 ºC y 1 atm. A qué presión debemos someterlo para que ocupe 2 litros?. La temperatura del gas no varía. (50 atm) 15) Una cantidad de gas está contenida en un recipiente a -10 ºC y 750 mm Hg de presión. Si el gas se calienta a 35 ºC Cual será la nueva presión si no varía el volumen? (878,3 mm Hg) 16) En una botella de acero hay cinco litros de hidrógeno a la presión de 24 atm. Cuántos globos de ese gas podrán hincharse si su capacidad una vez llenos y a 1,2 atm. es de cuatro litros? (suponemos constante la temperatura). [25 globos (100 L)] 17) Una ampolla de vidrio contiene helio a 37 ºC y 700 mm Hg de presión. Si el volumen se mantiene constante, cual será la presión del helio a 80 K? (180,6 mm Hg) 9

10 Tema: SISTEMAS MATERIALES Pág 63: 1, 2; Pág 65: 3, 4; Pág 67: 5, 6; Pág 69: 7, 8, 10; Pág 73: 18, 19, 20; Pág 78: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7; Pág 80: 21, 24, 25, 26, 27, 28 29, 30, 31; Pág 81: 32, 33, 37; Pág 82: Autoevaluación. Fotocopias sobre Concentración disoluciones Problemas Concentración de una disolución. 1) Una botella de agua lleva la siguiente etiqueta: Composición (en mg/l) Bicarbonatos: 12,2 Nitratos: 3,4 Cloruros: 0,6 Calcio: 2,7 Magnesio: 0,4 Sodio: 2,1 a) El agua de la botella, es una sustancia pura o una mezcla? b) Si fuera una mezcla, sería homogénea o heterogénea? c) Calcula la concentración de calcio en g/l (0,0027) d) Al beber 250 ml de la botella, cuántos gramos de calcio se ingieren? (0,000675) 2) Se disuelven 20 g de sal común (NaCl) en 500 g de agua. Cuál es la concentración en tanto por ciento en masa de la disolución formada? Y en gramos por litro?. Dato: Densidad de la disolución 1,1 kg/l (3,85%) (42,55 g/l) 3) Calcula la concentración, expresada en % en masa, de una disolución de yoduro de potasio (KI) que contiene 15 g de dicha sustancia en 150 g de agua. (9,09%) 4) Obtén la concentración de todos los componentes de una disolución formada al disolver 20 g de cloruro de sodio (NaCl) y 30 g de yoduro de potasio (KI) en 500 g de agua. (3,64%) (5,45%) 5) Calcula la riqueza en carbono de una pieza de acero (aleación de hierro y carbono) de 2 kg sabiendo que contiene 160 g de carbono. (8%) 6) Disolvemos 10 g de azúcar en 90 g de agua. Calcula la concentración, en tanto por ciento en masa, de la disolución. (10%) 7) En una botella de 75 cl de vino se indica que el contenido en alcohol es de 12,5 % en volumen. Qué cantidad de alcohol contiene dicha botella?(9,375 cl) 8) El alcohol que utilizamos para desinfectar tiene una concentración del 96% en volumen (96º), siendo el resto agua. Qué volumen de agua hay en 250 cm 3 de ese alcohol? (10 cm 3 ) 10

11 9) Si te ofrecen dos joyas, una de 200 g de masa, que tiene un 7% en masa de oro, y otra de 360 g, cuyo contenido en oro es el 4% en masa, Con cuál de las dos te quedarías? Por qué? (Con la segunda) 10) A un tazón con 300 ml de agua le añadimos dos terrones de azúcar. Sabiendo que cada terrón contiene 3 g de azúcar, calcula la concentración de la disolución obtenida, suponiendo que el volumen no varía. (20g/L) 11) El nitrógeno del aire está en una concentración aproximada del 80% en volumen. Cuántos litros de nitrógeno hay en un aula cuyo volumen de aire es de 120 m 3? (96000 L) 12) Cuántos litros de oxígeno habrá en una habitación que tiene una planta de 12 m 2 y una altura de 2 metros?. Dato: el aire contiene, en volumen, el 21% de oxígeno. (5040 L) 13) La concentración del vino de mesa suele expresarse en % en volumen. Averigua su concentración si hay 15 cm 3 de alcohol etílico en un vaso de vino, cuyo volumen es de 125 cm 3 (12%) 14) Entre los ingredientes que figuran en un tubo de 75 ml de pasta de dientes de un dentífrico aparece: Contenido en Fluor 0,1 % en masa. Averigua qué cantidad de fluor contiene el tubo, sabiendo que la densidad de la pasta de dientes es de 600 kg/m 3 (0,045 g) 15) En una gran balsa de una salina, se dispone de agua de mar cuya concentración sabemos que es de 50 g/l. Sabiendo que se dispone de un volumen de disolución de litros, cuánta sal podremos recoger una vez se haya evaporado totalmente el agua de la disolución? (751,25 kg) 16) Se desea preparar una disolución acuosa de 250 g que tenga un 5% en masa de cloruro de potasio (KCl) qué cantidades de soluto y disolvente has de mezclar? (237,5 g) 17) Se dispone de las siguientes disoluciones a 15ºC: a) 1 g de sal (NaCl) en 10 ml de agua. b) 10 g de sal en 20 ml de agua. c) 8 g de sal en 5 ml de agua. d) 1,5 g de sal en 10 ml de agua. Sabiendo que la solubilidad de la sal en agua a esa temperatura es de 50 g de sal por cada 100 g de agua, expresa las concentraciones de las disoluciones anteriores en gramos de sal/100 g de agua, y clasifícalas en diluidas, concentradas, saturadas y sobresaturadas. 11

12 18) Las cantidades de dióxido de carbono (CO 2 ) que se disuelven en 100 cm 3 de agua (solubilidad) a diferentes temperaturas son: Solubilidad del CO 2 0,34 0,24 0,18 0,14 0,12 0,10 0,086 Temperatura (ºC) a) Dibuja la gráfica solubilidad / temperatura. b) Utiliza la gráfica para obtener la solubilidad del CO 2 a 25º C y a 45º C. c) Qué cantidad de gas se desprenderá al calentar agua de 20 ºC a 40º C? (0,06 g) d) Cuál es la densidad de la disolución de CO 2 en agua a 20º C expresada en g/l? (1001,8 g/ml) 19) Una disolución de sosa cáustica tiene una concentración del 35% en masa y su densidad es de 1,38 g/cm 3. Calcula la masa de sosa que hay en 200 ml de disolución. (96,6 g) Problemas Concentración de una disolución II. 1. Cómo se preparan 250 g de una disolución de azúcar al 10 %? 2. Cuántos gramos de cada componente hay que usar para preparar 20 g de una disolución al 20 %? 3. Se disuelven 40 g de cloruro de potasio (KCl) en 500 g de agua. Calcula el tanto por ciento en masa de soluto en la disolución obtenida. (7,41%) 4. Se dispone de una disolución de yodo en alcohol (tintura de yodo) al 0,5 % en masa. Cuántos gramos de disolución hay que coger para que contenga 25 g de yodo? (5000 g) 5. Qué disolución salina está mas concentrada, la de 5 kg/l o la de 5 g/cm 3? (Iguales) 6. Calcula, en kilogramos de soluto por metro cúbico de disolvente, la concentración de una disolución que tiene 45 g de sulfato de cobre disueltos en 2 L de agua. (22,5 kg/m 3 ) 12

13 Tema: TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA Pág 98: 15, 16; Pág 99: 17, 18; Pág 100: 19, 20; Pág 106: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7; Pág 108: 25; Pág 109: 26, 28, 29, 30, 31, 34, 36. Pág 110: Autoevaluación: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15. Fotocopia Teoría atómica de la materia" Problemas Teoría atómica de la materia 1) Señala cuáles de estas afirmaciones son correctas: a) Los electrones se ordenan en los átomos desde dentro hacia fuera, llenando completamente todos los niveles antes de poder añadir electrones en el siguiente. b) El número máximo de electrones que caben en el tercer nivel energético es de 36. c) El nivel energético está relacionado con la distancia al núcleo. d) El nivel energético viene determinado por las letras s, p, d, f, 2) Señala cuáles de estas afirmaciones son correctas: a) En el subnivel f caben 10 electrones como máximo. b) En el nivel tercero nos encontramos con tres subniveles: s, p y d. c) Los electrones más cercanos al núcleo son menos atraídos por éste que los que se encuentran más lejos del núcleo. d) Los electrones no pueden estar en cualquier sitio, deben encontrarse en determinadas posiciones/órbitas. Entre medias nunca podrán estar. 3) Señala cuáles de estas afirmaciones son correctas: a) Los electrones que interesan en química son todos. b) Los electrones giran en órbitas circulares, sin emitir ni absorber energía. c) Un electrón puede absorber energía saltando a una órbita interior de menor radio. d) Cuando a un átomo se le aporta una gran cantidad de energía, puede soltar un electrón de su última capa y formar un anión 4) Escribe las siguientes configuraciones electrónicas: a) 42 Mo b) 29 Cu c) 52 Te 2- d) 26 Fe 3+ e) Radio (Z = 88) 13

14 5) La plata natural tiene una masa atómica de 107,88 u. Dicho elemento tiene dos 107 isótopos: Uno de ellos, el 47 Ag, se encuentra en la proporción del 56%. Hallar la masa atómica del otro isótopo (109 u) 6) Determinar la masa atómica del galio, sabiendo que existen dos isótopos 69 Ga y 71 Ga, cuya abundancia relativa es, respectivamente, 60,2% y 39,8%. Indica la composición de los núcleos de ambos isótopos sabiendo que el número atómico del galio es 31. (69,796 u) 7) Completa la siguiente tabla: Átomo Z A Nº de protones Nº de neutrones Nº de electrones Distribución electrónica 1ª capa 2ª capa 3ª capa C 6 12 Na F Be 9 4 Ar ) Para los siguientes iones, determina: nº protones, nº de neutrones, nº de electrones y distribución (configuración) electrónica: P 3- (Z=15, A=31) Ca 2+ (Z=20, A=40) S 2- (Z=16, A=32) Na + (Z=11, A=23) 9) Calcula la masa atómica del uranio sabiendo que en la Tierra se encuentra en estas dos formas isotópicas: U (0,7%) y U(99,3%). (237,979 u) 14

15 14 10) El 99,6 % del nitrógeno es N (masa isotópica 14,0031 u) y el resto es isotópica 15,0010 u). Determina la masa atómica del nitrógeno. (14,0071 u) 15 N (masa 11) Escribe las configuraciones electrónicas: a) De los tres isótopos del hidrógeno (consulta el libro). b) Del último elemento del período (fila) 2 de la Tabla Periódica. c) Del segundo elemento del grupo (columna) 13 de la Tabla Periódica. d) Del elemento cuya masa es 24,305 u. Tema: LOS ÁTOMOS Y SUS UNIONES Pág 120: 14, 15; Pág 124: 21; Pág 125: 23; Pág 127: 24, 25; Pág 129: 26, 27; Pág: 132: 3, 4, 5, 6, 7; Pág 134: 23; Pág 135: 25, 28, 33, 34, 35, 36, 37; Pág 136: Autoevaluación. Fotocopia: Moles, moléculas y átomos. ACTIVIDADES SOBRE MOLES, MOLÉCULAS Y ATOMOS 1) En una muestra de 3 7 moles de CO 2 : a. Cuántos gramos de CO 2 hay? b. Cuántos átomos de O? c. Cuántos moles de átomos de O? 2) Si bebes 1l de agua al día: a. Cuántos moles de agua ingieres? b. Cuántas moléculas son? c. Cuántos átomos de H? d. Cuántos moles de átomos de O? 3) En una muestra de moléculas de agua: a. Cuántos moles de agua hay? b. Cuántos gramos de agua hay? c. Cuántos moles de átomos de O hay? 4) En un cubo de Fe de 1 cm 3 de volumen. Cuántos átomos de Fe hay? D Fe = 8000 kg/m 3. 15