5.- a) Indicar la reacción que tiene lugar cuando a un mol de propino se le adiciona un mol de los siguientes compuestos: Br 2, HBr, H 2 O.

Transcripción

1 OPCIÓN A 1.- El cloro se obtiene en el laboratorio según la reacción MnO HCl t MnCl 2 + H 2 O + Cl 2. Calcule: a) La cantidad de reactivos necesarios para obtener 100 litros de cloro medidos a 15"C y 720 mm Hg. b) El volumen de ácido clorhídrico 0,6 M que habrá que utilizar. 2.- Se hace pasar una corriente de 5 A durante 2 horas a través de una celda electrolítica que contiene CaCl 2 (fundido). a) Escriba las reacciones de electrodo. b) Calcule las cantidades, en gramos, de los productos que se depositan o desprenden en los electrodos. 3.- Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos: A: 1s 2 2s 2 2p 2 B: 1s 2 2s 2 2p 1 3s 1 Indique de un modo razonado si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas: Es posible la configuración dada para B. Las dos configuraciones corresponden al mismo elemento. Para separar un electrón de B se necesita más energía que para separarlo de A. 4.- Para la reacción: N 2 (g) + 3 H 2 (g) Ö 2 NH 3 (g) ; Kp = 4, a 300 C. a) Cuál es el valor de Kp para la reacción inversa? b) Qué pasaría a las presiones en el equilibrio de N 2, H 2 y NH 3 si añadimos un catalizador? c) Qué pasaría a la Kp, si aumentamos el volumen? 5.- a) Indicar la reacción que tiene lugar cuando a un mol de propino se le adiciona un mol de los siguientes compuestos: Br 2, HBr, H 2 O. b) Nombrar los productos obtenidos. OPCIÓN B 1.- El "hielo seco" es dióxido de carbono sólido a temperatura inferior a -55 C y presión de 1 atmósfera. Una muestra de 0,050 g de hielo seco se coloca en un recipiente vacío cuyo volumen es de 4,6 L, que se termostata a la temperatura de 50 C. a) Calcule la presión, en atm, dentro del recipiente después de que todo el hielo seco se ha convertido en gas. b) Explique si se producen cambios en la presión y en la cantidad de moles gaseosos si el experimento lo realizáramos termostatando el recipiente a 60 C. 2.- Considere la reacción: H 2 (g) + Cl 2 (g) t 2 HC1 (g); H = - 184,6 KJ. Si reaccionan en un recipiente 3 moles de H 2 (g) y 5 moles de Cl 2 (g), manteniendo la presión constante de 1 atm y a la temperatura de 25 C. Calcular el trabajo realizado y dar el resultado en julios. Calcular la variación de la energía interna del sistema.

2 3.- Aplicando la teoría de Brönsted y Lowry razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: Un ácido fuerte reacciona con su base conjugada dando una disolución neutra. La base conjugada de un ácido débil (Ka =1, ) es una base fuerte. Un ácido y su base conjugada se diferencian en un protón. 4.- Cuando se adiciona un catalizador a un sistema reaccionante, decir razonadamente si son ciertas o falsas las siguientes propuestas, corrigiendo las falsas. a) La variación de entalpía de la reacción se hace más negativa, es decir, la reacción se hace más exotérmica y por lo tanto es más rápida. b) La variación de la energía libre de Gibbs se hace más negativa y en consecuencia aumenta la velocidad. c) Hace disminuir la energía de activación del proceso y así aumenta la velocidad del mismo. 5.- Se desea preparar 250 cm 3 de una disolución 0,29 molar de ácido clorhídrico y para ello se dispone de agua destilada y de un reactivo comercial de tal ácido, cuya etiqueta. entre otros, contiene los siguientes datos: HCl densidad 1,184 g/ml y 37,5 % en peso: a) Cuántos mililitros del reactivo comercial se necesitarán para preparar la citada disolución? b) Expliqué cómo actuará para preparar la disolución pedida y el material utilizado.

3 OPCIÓN A Solución 1 a) Con la ecuación de los gases ideales, se determinan los moles de cloro gas obtenidos, y por la estequiometría de la reacción ajustada, los moles de reactivos empleados: MnO HCl t MnCl H 2 O + Cl 2 Moles de Cl 2 = (P V) / (R T) = (0, ) / (0, ) = 4,01 moles 4 moles de HCl 1 mol de Cl 2 x` 4,01 De donde: x` = 16,04 moles de HCl se necesitarían. 1 mol de MnO 2 1 mol de Cl 2 De donde: x 4,01 x = 4,01 moles de MnO 2 se necesitarían. b) Con los moles de HCl necesarios, y la concentración dada, se determina el volumen de disolución empleado: M = moles / V (L) V (L) = 16,04 / 0,6 = 26,74 L Solución 2 a) Las reacciones que tienen lugar son: Reducción (ganancia de electrones): Cátodo (-) Ca e - t Ca Oxidación (pérdida de electrones): Ánodo (+) 2 Cl - - 2e - t Cl 2 b) Se aplica la ecuación de Faraday: masa depositada = (I t Eq- g) / 96500

4 Se conocen: I = 5 A t = 2 h = 7200 s Eq- g del Ca = 40 / 2 = 20 Eq- g del Cl 2 = (35,5 2) / 1 = 71 Luego se sustituye y opera: m Ca depositada = ( ) / = 7,46 g m Cl 2 desprendido = ( ) / = 26,48 g Solución 3 a) Verdadero, la estructura de B corresponde a un átomo en estado excitado. b) Verdadero, A sería el elemento en estado fundamental (con los electrones en los orbitales que corresponden por el orden de llenado), mientras que B sería el mismo átomo, pero en estado excitado (se ha promocionado, con energía, un electrón del orbital 2p al 3s) c) Falso. La energía o potencial de ionización es la energía que se ha de suministrar a un átomo neutro, en estado fundamental y gaseoso para arrancarle el electrón más externo. Será menor cuanto menos atraído esté dicho electrón, o lo que es lo mismo, cuanto más lejos se encuentre del núcleo, porque el átomo tenga mayor radio; luego será menor en B. Solución 4 La expresión de Kp es el cociente entre el producto de las presiones parciales de los productos, elevadas a sus coeficientes estequiométricos, entre el producto de las presiones parciales de los reactivos, elevadas a los suyos. Para el equilibrio dado: Kp = (P NH 3 ) 2 / (P N 2 (P H 2 ) 3 ) La reacción inversa sería: 2 NH 3 (g) Ö N 2 (g) + 3 H 2 (g) Luego su expresión de Kp: Kp inversa = (P N 2 (P H 2 ) 3 ) / (P NH 3 ) 2

5 Sería la Kp inversa a la de la reacción dada: Kp inversa = 1 / Kp = 1 / 4, = 232,56 b) Un catalizador sólo modifica el valor de las velocidades de reacción, si afectar al equilibrio; luego no pasaría nada. c) Un aumento de volumen (por disminución de presión) desplazaría el equilibrio en el sentido en que fuese mayor el número de moles de gases; en este caso, hacia la izquierda, por lo que al haber más reactivos, el valor de Kp se reduciría. Solución 5 a) Sería una reacción de adición al doble enlace: CH 3 - C h CH + Br 2 t CH 3 - CBr = CHBr CH 3 - C h CH + HBr t CH 3 - CBr = CH 2 CH 3 - C h CH + H 2 O t CH 3 - COH = CH 2 b) En la primera reacción se ha formado 1,2 - dibromo propeno. En la segunda reacción, el producto formado es el 2 - bromo propeno. El producto de la tercera reacción es el 1 - propen ol.