Física e Química 1º Bacharelato

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1 Física e Química 1º Bacharelato Recuperación 2º trimestre 09/04/10 DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA Problemas Nombre Tipo A Tipo B 1. Qué volumen de hidrógeno gas medido a 415 ºC y 791 hpa se obtiene cuando reaccionan 500 cm 3 de disolución de ácido clorhídrico de concentración 0,800 mol/dm 3 con 3,78 g de aluminio? 2. Se tiene una mezcla gaseosa formada por cm 3 de oxígeno, 120 cm 3 de butano y 200 cm 3 de metano. Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa después de reaccionar si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. (Considera el agua obtenida en estado gas). 3. La posición de un móvil viene dada por la ecuación: r= t 2 3t 4 i 2 t j (r en m y t en s). Calcula: a) La ecuación de la trayectoria. b) La posición cuando el móvil cambia de sentido en uno de los ejes. Laboratorio Desde lo alto de una rampa de 500 mm de longitud elevada en un extremo 100 mm se deja caer una bola de aluminio. La rampa se encuentra sobre una mesa. La bola cae desde 795 mm de altura al suelo a 405 mm de distancia de la vertical del punto donde abandona la rampa. a) Calcula el ángulo α de la rampa, e indica como se mide la altura del extremo. Indica cómo se determinan tanto el punto en la vertical del punto de salida de la bola como el punto de impacto. Comprueba que cos α 1 b) Suponiendo que la bola sale horizontalmente, determina la velocidad con la que la bola abandona la rampa. a α L h d Datos: R = 0,0820 atm dm 3 mol -1 K -1 = 8,31 Pa m 3 mol -1 K -1 1 atm = Pa N A = 6, Nombra Sr(NO 3 ) 2 Fe 2 (HPO 4 ) 3 H 3 AsO 3 Mg(OH) 2 Na 2 O 2 CoO AlH 3 K 2 CrO 4 Formula hidruro de rubidio hidróxido de cadmio hidrógenocarbonato de bario sulfuro de estaño(iv) nitrito de mercurio(ii) tetraóxido de dinitrógeno ácido fluorhídrico permanganato de potasio

2 H 2 Se NH 4 I peróxido de hidrógeno ión hidrógenosulfato

3 Física e Química 1º Bacharelato Recuperación 2º trimestre 09/04/10 DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA Problemas Nombre Tipo A Tipo B 1. Qué volumen de hidrógeno gas medido a 425 ºC y 917 hpa se obtiene cuando reaccionan 100 cm 3 de disolución de ácido sulfúrico de concentración 1,90 mol/dm 3 con 25,9 g de plomo? Da sulfato de plomo(iv) 2. Se tiene una mezcla gaseosa formada por cm 3 de oxígeno, 120 cm 3 de propano y 200 cm 3 de etano. Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa después de reaccionar si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. (Considera el agua obtenida en estado gas). 3. La posición de un móvil viene dada por la ecuación: r= t 2 5t 3 i t 1 j (r en m y t en s). Calcula: a) La ecuación de la trayectoria. b) La posición cuando el móvil cambia de sentido en uno de los ejes. Laboratorio Desde lo alto de una rampa de 520 mm de longitud elevada en un extremo 110 mm se deja caer una bola de aluminio. La rampa se encuentra sobre una mesa. La bola cae desde 815 mm de altura al suelo a 425 mm de distancia de la vertical del punto donde abandona la rampa. a) Calcula el ángulo α de la rampa, e indica como se mide la altura del extremo. Indica cómo se determinan tanto el punto en la vertical del punto de salida de la bola como el punto de impacto. Comprueba que cos α 1 b) Suponiendo que la bola sale horizontalmente, determina la velocidad con la que la bola abandona la rampa. a α L h d Datos: R = 0,0820 atm dm 3 mol -1 K -1 = 8,31 Pa m 3 mol -1 K -1 1 atm = Pa N A = 6, Nombra NH 4 I AlH 3 Mg(OH) 2 Sr(NO 3 ) 2 Fe 2 (HPO 4 ) 3 H 3 AsO 3 Na 2 O 2 Formula ión hidrógenosulfato ácido fluorhídrico sulfuro de estaño(iv) hidruro de rubidio hidróxido de cadmio hidrógenocarbonato de bario nitrito de mercurio(ii)

4 CoO K 2 CrO 4 H 2 Se tetraóxido de dinitrógeno permanganato de potasio peróxido de hidrógeno

5 Soluciones 1. Qué volumen de hidrógeno gas medido a 415 ºC y 791 hpa se obtiene cuando reaccionan 500 cm 3 de disolución de ácido clorhídrico de concentración 0,800 mol/dm 3 con 3,78 g de aluminio? : 2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl 3 (aq) + 3 H 2 (g) n 0 HCl =500 cm 3 1dm 3 0,800 mol HCl D HCl =0,400 mol HCl hay 10 3 cm 3 1dm 3 D HCl 1 mol Al n 0 Al =3,78 g Al =0,140 mol Al hay 27,0 g Al 6mol HCl n HCl =0,140 mol Al =0,420 mol HCl necesarios 2mol Al Como sólo hay 0,400 mol HCl, el HCl se agota antes y es el reactivo limitante. 3mol H n H 2 =0,400 mol HCl 2 6 mol HCl =0,200 mol H 2 n R T V H 2 = = 0,200 mol H 2 8,31Pa m3 mol 1 K K =0,0145 m 3 =14,5L H P Pa 2. Se tiene una mezcla gaseosa formada por cm 3 de oxígeno, 120 cm 3 de ciclobutano y 200 cm 3 de metano. Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa después de reaccionar si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. (Considera el agua obtenida en estado gas). : C 4 H 10 (g) + 13/2 O 2 (g) 4 CO 2 (g) + 5 H 2 O (g) CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) En las mismas condiciones de presión y temperatura los volúmenes de los gases son directamente proporcionales a sus cantidades (moles) (Ley de Avogadro) V b O 2 =120 cm 3 C 4 H 10 13cm 3 O 2 2 cm 3 C 4 H 10 =780 cm 3 O 2 reaccionan con C 4 H 10 V m O 2 =200 cm 3 CH 4 2cm 3 O 2 1cm 3 CH 4 =400cm 3 O 2 reaccionan con CH 4 V s (O 2 ) = 1500 cm 3 iniciales ( ) cm 3 reaccionan = 320 cm 3 O 2 sobran V b CO 2 =120cm 3 C 4 H 10 4 cm 3 CO 2 1cm 3 C 4 H 10 =480 cm 3 CO 2 formados del C 4 H 10 V m CO 2 =200 cm 3 CH 4 1cm 3 CO 2 1cm 3 CH 4 =200 cm 3 CO 2 formados del CH 4 V b H 2 O =120 cm 3 C 4 H 10 5cm 3 H 2 O 1cm 3 C 4 H 10 =600 cm 3 H 2 O formados del C 4 H 10 V m H 2 O =200cm 3 CH 4 2cm 3 H 2 O 1cm 3 CH 4 =400cm 3 H 2 O formados del CH 4 V final = 320 cm 3 O 2 sobran + ( ) cm 3 CO 2 + ( ) cm 3 vapor H 2 O = cm 3 gas final t s = 4,7 s

6 3. La posición de un móvil viene dada por la ecuación: r= t 2 3t 4 i 2 t j (r en m y t en s). Calcula: a) La ecuación de la trayectoria. b) La posición cuando el móvil cambia de sentido en uno de los ejes. : a) Las ecuaciones paramétricas en función del tiempo son: x=t 2 3t 4 y=2 t } t = 2 y x =(2 y) 2 3 (2 y) + 4 x = 4 + y 2 4 y y + 4 x = y 2 y + 2 b) v= d r dt = d dt [ t2 3t 4 i 2 t j ]= 2t 3 i j m/s En el eje Y la velocidad es constante y no puede cambiar de sentido. En el eje X cambia cuando v x = 0 2 t 3 = 0 t = 3/2 = 1,5 s r t=1,5 = 1, ,5 4 i 2 1,5 j =1,75 i 0,5 i m Laboratorio Desde lo alto de una rampa de 500 mm de longitud elevada en un extremo 100 mm se deja caer una bola de aluminio. La rampa se encuentra sobre una mesa. La bola cae desde 795 mm de altura al suelo a 405 mm de distancia de la vertical del punto donde abandona la rampa. a) Calcula el ángulo α de la rampa, e indica como se mide la altura del extremo. Indica cómo se determinan tanto el punto en la vertical del punto de salida de la bola como el punto de impacto. Comprueba que cos α 1 Examen Probl.1 Probl.2 Probl.3 Laboratorio Formulación a α L h : d a) α = arc sen (100/500) = 11,5º = 0,201 rad Se mide a desde la mesa hasta la parte inferior del extremo elevado de la rampa, con un metro apoyado en la mesa por el extremo 0. Para determinar la vertical de punto de salida se marca la posición con una plomada (un trozo de plomo sujeto por un hilo) y desde ahí se mide d con un metro hasta el punto de impacto de la bola con un papel rugoso apoyado en el suelo. cos 11,5º = 0,980 1 b) r= r 0 v 0 t 1 a t2 2 Suponiendo que el ángulo es tan pequeño que el cos α 1 y el tiro es horizontal 0,405 i =0,795 j v 0 i t 1 2 9,8 j t 2 { 0,405=v 0t 0=0,795 4,9t 2 Tiempo de vuelo: t= 0,795 4,9 =0,40s Velocidad de salida del carril: v 0 = 0,405 / 0,40 = 1,0 m/s

7 Nombra Formula Sr(NO 3 ) 2 : nitrato de estroncio hidruro de rubidio : RbH Fe 2 (HPO 4 ) 3 : hidrogenofosfato de hierro(iii) hidróxido de cadmio : Cd(OH) 2 H 3 AsO 3 : ácido arsenioso hidrógenocarbonato de bario : Ba(HCO 3 ) 2 Mg(OH) 2 : hidróxido de magnesio sulfuro de estaño(iv) : SnS 2 Na 2 O 2 : peróxido de sodio nitrito de mercurio(ii) : Hg(NO 2 ) 2 CoO : óxido de cobalto(ii) tetraóxido de dinitrógeno : N 2 O 4 AlH 3 : hidruro de aluminio ácido fluorhídrico : HF K 2 CrO 4 : cromato de potasio permanganato de potasio : KMnO 4 H 2 Se : ácido selenhídrico peróxido de hidrógeno : H 2 O 2 NH 4 I : yoduro de amonio ión hidrógenosulfato : (HSO 4 )

8 1. Qué volumen de hidrógeno gas medido a 425 ºC y 917 hpa se obtiene cuando reaccionan 100 cm 3 de disolución de ácido sulfúrico de concentración 1,90 mol/dm 3 con 25,9 g de plomo? Da sulfato de plomo(iv) : Pb (s) + 2 H 2 SO 4 (aq) Pb(SO 4 ) 2 (aq) + 2 H 2 (g) n 0 H 2 SO 4 =100 cm 3 1dm 3 1,90 mol H D H 2 SO 2 SO 4 4 =0,190 mol H 10 3 cm 3 1dm 3 2 SO 4 hay D H 2 SO 4 1mol Pb n 0 Pb =25,9 gpb =0,125 mol Pb hay 207 g Pb n H 2 SO 4 =0,125 mol Pb 2 mol H SO 2 4 1mol Pb =0,250 mol H 2SO 4 necesarios Como sólo hay 0,190 mol H 2 SO 4, se agota antes y es el reactivo limitante. 2 mol H n H 2 =0,190 mol H 2 SO 2 4 =0,190 mol H 2mol H 2 SO 2 4 n R T V H 2 = = 0,190 mol H 2 8,31Pa m3 mol 1 K K =0,0120 m 3 =12,0 L H P Pa 2. Se tiene una mezcla gaseosa formada por cm 3 de oxígeno, 120 cm 3 de propano y 200 cm 3 de etano. Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa después de reaccionar si todos los gases están medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura. (Considera el agua obtenida en estado gas). : C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O (g) C 2 H 6 (g) + 7/2 O 2 (g) 2 CO 2 (g) + 3 H 2 O (g) En las mismas condiciones de presión y temperatura los volúmenes de los gases son directamente proporcionales a sus cantidades (moles) (Ley de Avogadro) V p O 2 =120 cm 3 C 3 H 8 5cm 3 O 2 1cm 3 C 3 H 8 =600 cm 3 O 2 reaccionan con C 3 H 8 V e O 2 =200cm 3 C 2 H 6 7cm 3 O 2 2 cm 3 C 2 H 6 =700 cm 3 O 2 reaccionan con C 2 H 6 V s (O 2 ) = 1500 cm 3 iniciales ( ) cm 3 reaccionan = 200 cm 3 O 2 sobran V p CO 2 =120cm 3 C 3 H 8 3cm 3 CO 2 1cm 3 C 3 H 8 =360 cm 3 CO 2 formados del C 3 H 8 V e CO 2 =200 cm 3 C 2 H 6 2cm 3 CO 2 1cm 3 C 2 H 6 =400 cm 3 CO 2 formados del C 2 H 6 V p H 2 O =120 cm 3 C 3 H 8 4cm 3 H 2 O 1cm 3 C 3 H 8 =480 cm 3 H 2 O formados del C 3 H 8 V e H 2 O =200 cm 3 C 2 H 6 3cm 3 H 2 O 1cm 3 C 2 H 6 =600 cm 3 H 2 O formados del C 2 H 6 V final = 200 cm 3 O 2 sobran + ( ) cm 3 CO 2 + ( ) cm 3 vapor H 2 O = cm 3 gas final

9 3. La posición de un móvil viene dada por la ecuación: r= t 2 5t 3 i t 1 j (r en m y t en s). Calcula: a) La ecuación de la trayectoria. b) La posición cuando el móvil cambia de sentido en uno de los ejes. : a) Las ecuaciones paramétricas en función del tiempo son: x=t 2 5t 3 y=t 1 } t = y + 1 x =(y + 1) 2 5 (y + 1) + 3 x = 1 + y y 5 y x = y 2 3 y 1 b) v= d r dt = d dt [ t2 5t 3 i t 1 j ]= 2t 5 i j m/s En el eje Y la velocidad es constante y no puede cambiar de sentido. En el eje X cambia cuando v x = 0 2 t 5 = 0 t = 5/2 = 2,5 s r t=2,5 = 2, ,5 3 i 2,5 1 j= 3,25 i 1,5 i m Laboratorio Desde lo alto de una rampa de 520 mm de longitud elevada en un extremo 110 mm se deja caer una bola de aluminio. La rampa se encuentra sobre una mesa. La bola cae desde 815 mm de altura al suelo a 425 mm de distancia de la vertical del punto donde abandona la rampa. a) Calcula el ángulo α de la rampa, e indica como se mide la altura del extremo. Indica cómo se determinan tanto el punto en la vertical del punto de salida de la bola como el punto de impacto. Comprueba que cos α 1 b) Suponiendo que la bola sale horizontalmente, determina la velocidad con la que la bola abandona la rampa.. Examen Probl.1 Probl.2 Probl.3 Laboratorio Formulación a α L h d : a) α = arc sen (110/520) = 12,2º = 0,213 rad Se mide a desde la mesa hasta la parte inferior del extremo elevado de la rampa, con un metro apoyado en la mesa por el extremo 0. Para determinar la vertical de punto de salida se marca la posición con una plomada (un trozo de plomo sujeto por un hilo) y desde ahí se mide d con un metro hasta el punto de impacto de la bola con un papel rugoso apoyado en el suelo. cos 12,2º = 0,977 1 b) r= r 0 v 0 t 1 a t2 2 Suponiendo que el ángulo es tan pequeño que el cos α 1 y el tiro es horizontal 0,425 i =0,815 j v 0 i t 1 2 9,8 j t 2

10 { 0,425=v 0t 0=0,815 4,9t 2 Tiempo de vuelo: t= 0,815 4,9 =0,41s Velocidad de salida del carril: v 0 = 0,425 / 0,41 = 1,0 m/s Nombra Formula NH 4 I : yoduro de amonio ión hidrógenosulfato : (HSO 4 ) AlH 3 : hidruro de aluminio ácido fluorhídrico : HF Mg(OH) 2 : hidróxido de magnesio sulfuro de estaño(iv) : SnS 2 Sr(NO 3 ) 2 : nitrato de estroncio hidruro de rubidio : RbH Fe 2 (HPO 4 ) 3 : hidrogenofosfato de hierro(iii) hidróxido de cadmio : Cd(OH) 2 H 3 AsO 3 : ácido arsenioso hidrógenocarbonato de bario : Ba(HCO 3 ) 2 Na 2 O 2 : peróxido de sodio nitrito de mercurio(ii) : Hg(NO 2 ) 2 CoO : óxido de cobalto(ii) tetraóxido de dinitrógeno : N 2 O 4 K 2 CrO 4 : cromato de potasio permanganato de potasio : KMnO 4 H 2 Se : ácido selenhídrico peróxido de hidrógeno : H 2 O 2