Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Química Unidad Docente de Principios de Química Principios de Química I

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Amparo Silva Cortés
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Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Química Unidad Docente de Principios de Química Principios de Química I Guía de Problemas Tema III: Relaciones de masa en las

1) Una de las reacciones que se produce en los altos hornos de las empresas siderúrgicas es la reducción del óxido férrico con carbono para generar hierro y dióxido de carbono.

Fe = 56; C = 12; O = 16 2) La combustión completa de 2,72 g de un compuesto orgánico puro que sólo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, produjo 7,04 g de dióxido de carbono y 1,44 g de agua.

1 Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Química Unidad Docente de Principios de Química Principios de Química I Guía de Problemas Tema III: Relaciones de masa en las reacciones químicas. Estequiometria. 1) Una de las reacciones que se produce en los altos hornos de las empresas siderúrgicas es la reducción del óxido férrico con carbono para generar hierro y dióxido de carbono. Si se hicieran reaccionar, en las condiciones adecuadas, 1,60 g de óxido férrico con 0,9 g de carbono, calcule la masa de todas las especies presentes al final de la reacción. Fe = 56; C = 12; O = 16 2) La combustión completa de 2,72 g de un compuesto orgánico puro que sólo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, produjo 7,04 g de dióxido de carbono y 1,44 g de agua. Sabiendo que el peso molecular de dicho compuesto es 136 g/mol, determine su fórmula molecular. 3) El p-cresol es un compuesto orgánico que se utiliza como desinfectante y en la fabricación de herbicidas. Una muestra de 0,3654 g de este compuesto, que sólo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno, produce 1,0420 g de CO 2 y 0,2437 g de H 2 O cuando se le somete a una combustión completa. Por otro experimento se pudo determinar que 0,1 moles del compuesto pesan 10,81 g. Determine la fórmula molecular del p-cresol. 4) En un experimento, 2,18 g de sodio reaccionaron con 16,12 g de cloro. Todo el sodio se consumió y se obtuvieron 5,54 g de cloruro de sodio. En un segundo experimento 2,10 gr de cloro reaccionaron con 10 g de sodio. Todo el cloro se consumió y se obtuvieron 32,46 g de cloruro de sodio. Son consistentes estos resultados con la ley de las proporciones definidas? Justifique su respuesta. Cl = 35,45; Na = 23

2 5) Un método comercial de obtención de hidrógeno consiste en hacer reaccionar hierro metálico con vapor de agua, de acuerdo a la siguiente reacción: Fe (s) + H 2 O (g) Fe 2 O 3(s) + H 2(g) Cuántas moléculas de hidrógeno podrán obtenerse si se hacen reaccionar 42,7 g de Fe con 90% de pureza con un exceso de vapor de agua? Fe = 55,8; H = 1,01 6) El tiofeno es un disolvente orgánico formado por carbono, hidrógeno y azufre cuya combustión completa produce dióxido de carbono, agua y dióxido de azufre. Una muestra de 1,086 g de tiofeno se somete a una combustión completa y se obtienen 2,272 g de dióxido de carbono, 0,465 g de agua y una determinada cantidad de dióxido de azufre. Cuál será la fórmula molecular del tiofeno, sabiendo que su peso molecular es 84,14 g/mol? C = 12,01; H = 1,01; O =16,00; S = 32,06 7) Uno de los pasos del proceso comercial para convertir amoníaco en ácido nítrico implica la conversión de amoníaco en óxido de nitrógeno(ii), de acuerdo a la siguiente reacción: NH 3(g) + O 2(g) NO (g) + H 2 O (g) Si se hacen reaccionar 2,25 g de amoníaco con 3,75 g de oxígeno: Cuántos gramos de óxido de nitrógeno(ii) se formarán? Cuántos gramos del reactivo en exceso quedarán una vez concluida la reacción? N = 14; H = 1; O = 16 8) La hidracina (N 2 H 4 ) es un compuesto utilizado como combustible de cohetes, así como en la industria del plástico y pesticidas. Este compuesto se prepara a partir de la reacción entre el amoníaco gas y el cloro molecular. Al hacer reaccionar 2,36 g de amoníaco al 90% de pureza con 5,60 g de cloro gaseoso al 95% de pureza, se obtuvieron como productos de reacción la hidracina y cloruro de amonio. Calcule la masa de todas las especies presentes después de la reacción. Pesos atómicos(g/mol): N = 1,01; H = 1,01; Cl = 35,45

3 9) La lisina, un aminoácido esencial en el cuerpo humano, está formada por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. En un experimento, la combustión completa de 2,175 g de lisina produjo 3,94 g de CO 2 y 1,89 g de H 2 O. En un experimento diferente, 1,873 g de lisina produjeron 0,436 g de NH 3. Sabiendo que 3,41 x moléculas del compuesto pesan 8,5 g, determine la fórmula empírica y la fórmula molecular de la lisina. C = 12,01; H = 1,01; O =16,00; N = 14,01 10) Una de las reacciones que se llevan a cabo en un alto horno en el cual el mineral de hierro se convierte en hierro fundido, es: Fe 2 O 3(s) + CO (g) Fe (s) + CO 2(g) Si se obtienen 1,64 Kg de hierro metálico a partir de una muestra de 2,62 Kg de óxido de hierro(iii): Cuál será el porcentaje de pureza de la muestra de óxido de hierro, suponiendo que la reacción fue completa? Cuántos litros de monóxido de carbono medidos en PTN fueron empleados para que reaccionara completamente todo el óxido de hierro? Cuántas moléculas de dióxido de carbono se formaron en la reacción? C = 12; Fe = 56; O = 16 11) El alcohol etílico, CH 3 CH 2 OH, se quema en atmósfera de oxígeno produciendo CO 2 (g) y agua líquida. En base a esto determine: Los moles de CO 2 que se obtienen a partir de tres moles de alcohol. Los gramos de CO 2 que se obtienen a partir de tres gramos de alcohol. 12) Calcular el peso de dióxido de carbono que se produce al quemar 640 g de metano. Cuántos gramos de oxígeno se consumirán? Cuántos gramos de agua se formarán?

4 13) Las bolsas de aire de los automóviles (airbags) se inflan cuando la azida sódica, NaN 3(s), se descompone rápidamente en sus elementos componentes, Na (s) y N 2(g). Escribir la reacción química ajustada para la reacción. Cuántos gramos de azida de sodio se requieren para producir 5.00 g de nitrógeno gaseoso? Cuántos gramos de azida de sodio se requieren para producir 1.00 m3 de nitrógeno gaseoso si la densidad de este gas es 1.25 g/l Na = 23; N = 14 14) La mayor parte del alcohol etílico se produce por fermentación de la glucosa que hay en el zumo de uva según la reacción: C 6 H 12 O 6 (ac) 2 C 2 H 5 OH (ac) + 2 CO 2(g) Cuántos gramos de glucosa tiene que haber en el zumo de uva si produce 725 ml de vino con % en volumen de alcohol etílico? (d = g/ml) 15) Una muestra de 7,61 g de un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno se quemó en presencia de oxígeno. Como producto de esta reacción se obtuvieron 17,1 g de CO 2, 3,50 g de H 2 O y 2,55 g de NO 2. Sabiendo que 0,0153 moles del compuesto orgánico pesan 2,1 g, cuál será la formula molecular del compuesto? C = 12; H = 1; O =16; N = 14 16) La combustión de 0,3082 g de una muestra de hexametilenodiamina, compuesto formado únicamente por carbono, hidrógeno y nitrógeno que se usa en la fabricación del Nylon 66, produjo 0,7003 g de dióxido de carbono y 0,3821 g de agua. En un análisis separado para el nitrógeno, en el que se usaron 1,270 g del mismo compuesto, se obtuvieron 0,3723 g de amoníaco. La densidad de vapor hallada para esta sustancia en condiciones normales (PTN) fue de 5,19 g/l. Calcular la fórmula molecular de la hexametilenodiamina. C = 12; H = 1; N = 14

5 17) Una muestra de gramos de un compuesto que contiene solamente boro e hidrógeno es quemada en presencia de un exceso de oxígeno. Todo el hidrógeno se recupera como agua, produciéndose 1,3515 gramos y el boro se recupera como B 2 O 3. Determine la fórmula empírica del compuesto. Si el compuesto tiene un peso molecular de uma, cuál será su fórmula molecular? B = 10,8; H = 1; O = 16 18) El primer paso en la producción comercial de ácido nítrico es la reacción, a altas temperaturas, entre amoníaco (NH 3 ) y oxígeno molecular para obtener óxido de nitrógeno(ii) y agua. Si se hacen reaccionar 3,16 g de amoníaco al 95% de pureza con 2,00 g de oxígeno al 90% de pureza, determine: Cuál será la cantidad máxima de óxido de nitrógeno(ii) que se puede obtener? Qué cantidad, en gramos, queda del reactivo en exceso una vez terminada la reacción? N = 14; H = 1; O = 16 19) El etilenglicol es un compuesto, formado únicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno, que se emplea como anticongelante para automóviles y en la fabricación de fibras de poliéster. El nombre glicol proviene del sabor dulzón de este venenoso compuesto. La combustión de 3,19 mg de etilenglicol produce 4,53 mg de dióxido de carbono y 2,79 mg de agua. Si el peso molecular del etilenglicol es 62,1 g/mol, cuál será su fórmula molecular? Cuáles serán los porcentajes en masa de los elementos en el compuesto? 20) Al calentar una muestra impura de sulfuro ferroso con exceso de oxígeno molecular se produce óxido de hierro(iii) y dióxido de azufre. El porcentaje de pureza del sulfuro de hierro(ii) sabiendo que 11,6 Kg del mismo reaccionan para producir 8,8 Kg de óxido de hierro(iii) Cuántos Kg de dióxido de azufre se producirán en la reacción? Fe = 55,8; S = 32; O = 16 L.A - C.O/ II

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