Relaciones Ponderales en las Reacciones I

Transcripción

1 Facultad de Química Cátedra de Química Inorgánica DEPARTAMENTO ESTRELLA CAMPOS QUÍMICA GENERAL II 2006 Semana 2 Relaciones Ponderales en las Reacciones I Bibliografía: - Química, La Ciencia Central, T.L.Brown, H.E.LeMay, Jr., B.Burnsten. Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, México, 7 a Edición, 1998, págs , Ejercicios de aplicación ACLARACIONES: - PTN significa presión y temperatura normales (P = 1 atm, T = 273 K) - En todos los problemas puede considerarse aplicable la ecuación general de los gases: pv=nrt, donde R = 0,082 Latm/molK. Las preguntas 1-8 se refieren a la reacción química que ocurre cuando se pasa una corriente de oxígeno sobre metano (g), a una temperatura de 100 ºC, obteniéndose dióxido de carbono gaseoso y agua líquida, según la siguiente ecuación: CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) 1) En un experimento se parte de 5,6 g de metano y se hacen pasar 30,6 litros de O 2 medidos a 1 atm y 100 ºC. Si la reacción es cuantitativa (R = 100 % para todos los productos), el volumen de CO 2 obtenido (medido en iguales condiciones): a) es menor que 7L b) está comprendido entre 7 y 8,5L c) está comprendido entre 10 y11,5l d) es mayor que 11,5L 2) El volumen de dióxido de carbono a obtener si se trabaja en las mismas condiciones de la parte 1 pero con un metano de pureza del 80 % : a) es menor que el calculado en 1) b) es mayor que el calculado en 1) c) es igual al calculado en 1) 3) El porcentaje de exceso de oxígeno que se emplea en 2): a) es menor que 30% b) está comprendido entre 30 y 50% c) está comprendido entre 50 y 70% d) es mayor que 70% 4) El dióxido de carbono producido en las condiciones de 2) se recoge y se mide a 1 atm y 100 ºC y ocupa un volumen de 7 L. El rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono: a) es menor que 60% b) está comprendido entre 60 y 75% c) está comprendido entre 75 y 90% d) es mayor que 90% 5) La densidad del dióxido de carbono obtenido en 4):

2 a) es menor que 1g/L b) está comprendida entre 1g/L y 2g/L c) está comprendida entre 2g/L y 1g/mL d) es mayor que 1g/mL 6) El rendimiento de la reacción respecto al agua: a) es necesariamente igual al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono b) es necesariamente mayor al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono c) es necesariamente menor al rendimiento de la reacción respecto al dióxido de carbono d) no puede ser calculado con los datos suministrados 7) La cantidad de metano de pureza = 80 % necesaria para obtener 15 L de CO 2 (p = 1 atm, T = 100 C) (suponga que el rendimiento respecto a la formación de dióxido de carbono es el que calculó en 4)): a) es menor que 5g b) está comprendida entre 5 y 10g c) está comprendida entre 10 y15g d) es mayor que 15g 8) Si se parte de la misma cantidad de O 2 utilizada en 1) el rendimiento es el mismo que se calculó en 4) y se emplea cantidad suficiente de metano 80% puro, el volumen de CO 2 obtenido es: a) mayor a 15L (a p=1 atm y 373K). b) menor a 15L (a p=1 atm y 373K). sustancia CH 4 O 2 CO 2 H 2 O PF ) La fórmula empírica de un compuesto cuyo análisis elemental da: S, 18,4 %; K, 44,9% y O, 36,7 % es: a) K 2 SO 4 b) KSO 4 c) K 4 S 2 O 8 d) KS 2 O 4 e) ninguna de las anteriores DATOS : PA (S) = 32,064 PA (K) = 39,102 PA (O) = 15,999 Ejercicios de autoevaluación Las preguntas 1-4 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación: Zn (s) + 2 HCl (g) ZnCl 2 (s) + H 2 (g) T = 700 ºC 1) Si se colocan en un recipiente cerrado 26 g de zinc y 14,7 L de HCl gaseoso (medidos a 25ºC y 760 mmhg): a) los reactivos se colocan en relación estequiométrica b) se coloca un exceso de HCl c) se coloca un exceso de Zn 2) Si el rendimiento de la reacción anterior es 90% respecto al cloruro de zinc, la masa de cloruro de zinc obtenida: a) es menor que 40g b) está comprendido entre 40 y 50g c) está comprendido entre 50 y 60g d) es mayor que 60g

3 3) Si se obtienen 5,0 L de hidrógeno (medidos a PTN), el rendimiento de la reacción respecto a este gas es: a) igual al rendimiento respecto al ZnCl 2 b) menor que el rendimiento respecto al ZnCl 2 c) mayor que el rendimiento respecto al ZnCl 2 4) El exceso que se ha utilizado (del reactivo que se encuentra en exceso): a) es menor que 0,05 mol b) está comprendido entre 40 y 60% c) está comprendido entre 60 y 80% d) es mayor que 100% e) ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta sustancia Zn HCl ZnCl 2 H 2 PF 65,4 36,5 136,4 2,0 Las preguntas 5-6 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación: 2NaHCO 3 (s) Na 2 CO 3 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (g) R = 100 % (para todos los productos) 5) La cantidad de NaHCO 3 (92% de pureza) necesaria para producir 5g de Na 2 CO 3 es: a) es menor que 8g b) está comprendida entre 8 y 9,5g c) está comprendida entre 9,5 y 11g d) es mayor que 11g 6) El volumen de CO 2 a PTN que se producirá en las condiciones de 5): a) es menor que10ml b) está comprendido entre 10 y 1000mL c) está comprendido entre 1000 y 1200mL d) es mayor que 1200mL sustancia NaHCO 3 Na 2 CO 3 CO 2 H 2 O PF Las preguntas 7-8 se refieren a la reacción química representada por la siguiente ecuación: 3 Fe (s) + 4 H 2 O (g) Fe 3 O 4 (s) + 4 H 2 (g) 7) Si en un experimento se parte de 10 g de Fe metal y se hacen pasar 13 litros de H 2 O(g) medidos a 1 atm y 150 C, la masa de óxido que se obtiene: a) es menor cuanto mayor es el rendimiento para ese óxido b) es la mínima posible cuando la reacción es cuantitativa c) está comprendida entre 11,5 y 12,5g cuando el rendimiento para Fe 3 O 4 es 85% d) es menor que 12g si el hierro tiene una pureza del 90% y la reacción es cuantitativa e) ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta 8) El porcentaje de exceso de agua gaseosa que se emplea en 7): a) es menor que 100%, ya que un porcentaje de exceso siempre debe ser menor de 100% b) es menor que 50% c) está comprendido entre 50 y 60% d) está comprendido entre 60 y 100% e) ninguna de las anteriores sustancia Fe Fe 3 O 4 H 2 H 2 O PF 55,8 231,4 2,0 18,0

4 9) Una muestra de 0,712g de CaC 2 reacciona con suficiente H 2 O liberando acetileno gaseoso (C 2 H 2 ), según: CaC 2 (s)+ 2H 2 O (l) Ca(OH) 2 (ac) + C 2 H 2 (g) R=100% (para todos los productos) Si el gas se recoge sobre H 2 O a 15ºC y 748mmHg, resultando el volumen medido 195 ml, la pureza del CaC 2 es: DATOS : presión de vapor de agua, pv (H 2 O), 15ºC = 20,1mmHg PF CaC 2 = 64 10) Cuando se hace reaccionar a alta temperatura 300g de Al 2 O 3 2H 2 O con 400g de Na 2 CO 3, se obtienen 15,8 L de CO 2 (g) medidos a 1 atm y 25 C: Al 2 O 3 2H 2 O (s) + Na 2 CO 3 (s) 2 NaAlO 2 (s) + 2H 2 O (g) + CO 2 (g) En las mismas condiciones pero partiendo de 500g de Al 2 O 3 2H 2 O, 80% de pureza y 400g de Na 2 CO 3, la masa de NaAlO 2 que se obtendrá es: (Considere que el rendimiento para NaAlO 2 y CO 2 es el mismo) a) menor a 500g ya que la masa de producto no puede ser mayor que la masa de reactivo empleada b) 900g ya que la masa se conserva cuando los reactivos se transforman en productos c) el doble que la de reactivo, ya que el coeficiente estequiométrico es 2 d) ninguna de las anteriores Sustancia Al 2 O 3 2H 2 O Na 2 CO 3 CO 2 NaAlO 2 H 2 O PF ) Se desea hallar el peso atómico del estaño. Para ello se determinó que el contenido de este metal en 3,7692 g de SnCl 4 era de 1,7170 g. Si el PA (Cl) = 35,453, el peso atómico del estaño resultante de este experimento es: a) imposible de calcular con este experimento b) muy similar al que se encuentra en la tabla periódica c) muy diferente al de la tabla periódica ya que lo que allí se tabulan son pesos atómicos promedio 12) Un cierto metal reacciona con un exceso de HI, según la ecuación: M (s) + 2HI(ac) MI 2 (ac) + H 2 (g) Una toma de 0,327g de metal produjo un desprendimiento de 117,5 ml de H 2 (PF=2) a 15ºC y 765 mmhg. El peso atómico del metal: a) es menor que 60 b) está comprendido entre 60 y 70 c) no puede ser calculado por este experimento 13) La composición porcentual del éter (C 2 H 5 ) 2 O es (utilizar como datos los pesos atómicos tabulados): %C= %H= %O= 14) La composición porcentual del fosfato de calcio Ca 3 (PO 4 ) 2 es (utilizar como datos los pesos atómicos tabulados): %Ca= %P= %O=

5 15) A una muestra de un compuesto problema que pesa 0,1582g se le precipita todo el cloruro como AgCl, obteniéndose 0,4016g del mismo. De acuerdo al contenido de cloro, el compuesto problema podría ser: a) C 3 H 5 Cl 3 b) C 3 H 6 Cl 2 c) C 3 H 7 Cl d) C 3 H 8 e) ninguno de los anteriores sustancia AgCl Cl C H PF 143,3 35,5 12,0 1,0 16) Se desea determinar la fórmula de un óxido de Fe. Para ello se toman 4,63g del óxido y se los hace reaccionar con oxígeno para dar Fe 2 O 3. Mediante este proceso el peso aumenta un 3,4%. La fórmula del óxido es: a) Fe 2 O 3 b) Fe 3 O 4 c) Fe 4 O 3 d) Fe 3 CO 4 e) ninguna de las anteriores sustancia Fe 2 O 3 Fe O PF 159,7 55,8 16,0 Las preguntas se refieren a un compuesto que tiene la composición: 85,71% de C y 14,29% de H. Se deben utilizar datos de pesos atómicos tabulados. 17) Si 0,1232g de una sustancia vaporizada ocupan 100 ml a PTN, su densidad es: 18) Su peso molecular es: a) imposible de calcular sin conocer la fórmula molecular b) calculable a partir de los datos de 17) 19) Su fórmula empírica es: a) CH 2 b) CH 4 c) C 2 H 4 d) ninguna de las anteriores 20) Su fórmula molecular es: a) CH 2 b) CH 4 c) C 2 H 4 d) ninguna de las anteriores Las preguntas se refieren a las reacciónes químicas que corresponden a las siguientes ecuaciónes: 2KClO 3 (s) 2KCl (s) + 3O 2 (g) (1) 4KClO 3 (s) 3KClO 4 (s) + KCl (s) (2) 21) Una muestra de 5,45 g de KClO 3 puro se descompone parcialmente en KCl y O 2 obteniéndose 1,2 L de O 2 a PTN 100% de rendimiento. El resto se descompone de acuerdo a la reacción (2). El porcentaje de KClO 3 que se descompone según la reacción (2) es: a) 50% ya que cada 2 moles que reaccionan por la reacción (1), 4 moles lo hacen por la reacción (2) b) menor del 50% c) mayor del 50% 22) En las condiciones de la pregunta 21), la masa de KClO 4 obtenida es:

6 sustancia KClO 3 KClO 4 KCl PF 122,6 138,6 74,6