CONVOCATORIA DE JUNIO LOGSE. OPCIÓN A

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "CONVOCATORIA DE JUNIO LOGSE. OPCIÓN A"

María Carmen Lagos Carrasco
hace 5 años
Vistas:

1 CONVOCATORIA DE JUNIO LOGSE. OPCIÓN A 1.- Dado el equilibrio: NH 3 (g) ½ N 2 (g) + 3/2 H 2 (g); H = 92,4 KJ. Justificar si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Al aumentar la temperatura se favorece la formación de NH 3. b) Un aumento de la presión favorece la formación de H 2. c) Esta reacción será espontánea a cualquier temperatura. d) Si disminuimos la cantidad de N 2, el equilibrio se desplaza hacia la derecha. Teniendo en cuenta el Principio de Le Chatelier tendríamos que: a) Es falsa. Al ser H > 0, se trata de una reacción endotérmica, en consecuencia la aumentar la temperatura la reacción se desplazará en el sentido de consumir el exceso de calor y en consecuencia se desplazará hacia la derecha disminuyendo la concentración de NH 3. b) Es falsa. Un aumento de la presión desplazará el equilibrio hacia donde sea menor el número de moles gaseosos En nuestro caso tenemos por un lado 1 mol de amoniaco y en el lado de los productos de reacción tenemos ½ mol de nitrógeno y 3/2 moles de hidrógeno, es decir un total de 2 moles de productos, por lo tanto la reacción se desplazará hacia la izquierda consumiendo hidrógeno. c) Es falsa. Para poder predecir si una reacción es espontánea tenemos que conocer el valor de G, y será espontánea cuando G < 0. A su vez el valor de G viene determinado por la expresión G = H - T S, en consecuencia para poder predecir la espontaneidad de la reacción necesitaríamos conocer el valor de la entropía. d) Es verdadera. Cuando hacemos disminuir la cantidad de unos de los productos de la reacción, el equilibrio se desplazará en el sentido de 1

2 compensar esa disminución en consecuencia tenderá a producir mas nitrógeno y el equilibrio se desplazará hacia la derecha ooo0ooo Responder razonadamente a los siguientes apartados: a) Clasifique, según la teoría de Brönsted-Lowry las siguientes sustancias en ácidos o bases escribiendo las ecuaciones que justifiquen su respuesta, y nombrando las especies que intervienen: NH 3 H 2 PO 4 - SO 4 HNO 3 b) Podría utilizarse la teoría de Arrhenius para clasificarlas?. a) Según la teoría de Brönsted-Lowry ácido es toda sustancia capaz de ceder un protón a una base y base es toda sustancia que es capaz de aceptar protones de un ácido. De acuerdo con esto tendríamos que: El amoniaco es una base que es capaz de aceptar un protón del agua que actúa como ácido formando ion amonio e ion hidroxilo. NH 3 + H 2 O NH 4 + OH base ácido NH 3 : amoniaco; H 2 O : agua; NH 4 : ion amonio; OH : ion hidroxilo (ó hidróxido) El ion dihidrogeno fosfato (V) puede comportarse como un ácido cediendo un protón al agua que se comportaría como base. H 2 PO 4 + H 2 O HPO2 4 - ácido base + H 3 O H 2 PO 4 : ion dihidrogeno tetraoxofosfato (V); HPO 4 : ion hidrogeno tetraoxofosfato (V); H 3 O : ion hidronio. Ahora bien el ion dihidrogeno fosfato (V) también podría comportarse como una base: 2

3 H 2 PO 4 + H 2 O H 3 PO 4 + OH base ácido H 2 PO 4 : ion dihidrogeno fosfato (V); H 3 PO 4 : tetraoxofosfato (V) de hidrógeno, ácido fosfórico. El ion tetraoxo sulfato (VI) se comportará como una base captando un protón que le puede ceder el agua que actuará como ácido. SO 4 + H 2 O HSO 4 + OH base ácido SO 4 : ion tetraoxosulfato (VI); HSO 4 : ion hidrogeno tetraoxosulfato (VI). Finalmente el trioxonitrato (V) de hidrógeno (ácido nítrico) se comportaría como un ácido cediendo un protón al agua. HNO 3 + H 2 O NO 3 + H 3 O ácido base HNO 3 : trioxo nitrato (V) de hidrógeno; NO 3 : ion trioxonitrato. b) Según Arrhenius ácido es toda sustancia que en disolución acuosa puede ceder protones (H + ó H 3 O + ) u base es toda sustancia que en disolución acuosa es capaz de ceder iones hidroxilo. Teniendo en cuenta esta definición la teoría de Arrhenius solo podría aplicarse al ion dihidrogeno fosfato (V) y el trioxo nitrato (V) de hidrógeno (ácido nítrico). H 2 PO 4 + H 2 O HPO 4 + H 3 O ácido HNO 3 ácido + H 2 O NO 3 + H 3 O Es este caso las dos especies químicas tendrían carácter ácido ooo0ooo

4 3.- Formule o nombre, según corresponda: Ag + H 2 C=CH-CH(CH 3 ) 2 NO 3 - HClO H-COO-CH 2 -CH 3 H 3 C-CHOH-CHO Ni 2 O 3 H 3 C-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 Ácido monoxoiódico(i)-ácido hipoiodoso 1,dicloroeteno. Hidróxido de plomo (IV)-Hidróxido plúmbico Ácido hidroxipropanoico. Tetraoxosulfato(VI) de aluminio-sulfato alumínico 2,5-dimetilhexano. Ácido tetraoxofosfórico (V)-Ácido ortofosfórico Metano. Compuestos inorgánicos: Ag + : cation plata/ion plata (I). NO - 3 : ion trioxonitrato (V)- ion nitrato. HClO: ácido monoxoiódico (I) Ni 2 O 3 : trioxido de diniquel- óxido niquélico. HIO. Pb(OH) 4. Al 2 (SO 4 ) 3 H 3 PO 4. Compuestos orgánicos: 4-metil-1-buteno. Metanoato de etilo. hidroxipropanal. Pentanamina-Pentilamina. H 2 C(Cl)-CH 2 (Cl) H 3 C-CHOH-COOH. H 3 C-CH(CH 3 )-CH 2 -CH 2 -CH(CH 3 )-CH ooo0ooo

5 4.- En la reacción siguiente: K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + HCl CrCl 3 + S + KCl + H 2 O a) Deduzca razonadamente cuál es la sustancia oxidante y la reductora, la que se oxida y la que se reduce. b) Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación-reducción y la reacción global. En primer lugar procedemos a determinar el número de oxidación de los elementos más característicos: K 2 Cr 2 O 7 + H 2 S + HCl CrCl 3 + S + KCl + H 2 O Vemos que el elemento que se reduce es el Cr mientras que el elemento que se oxida es el S, en consecuencia tendremos: a) La especie reductora sería el H 2 S ya que el S se oxida al pasar de S a S 0 liberando los electrones que reducen el Cr 7+ a Cr 3+, por lo cual al especie oxidante sería el K 2 Cr 2 O 7. Sustancia oxidante: K 2 Cr 2 O 7 ; Sustancia que se oxida: H 2 S S. Sustancia reductora: H 2 S; Sustancia que se reduce: K 2 Cr 2 O 7 CrCl 3. b) Una vez que hemos establecido quien es la especie oxidante y cual es la especie reductora procedemos a escribir las correspondientes semirreacciones. Cr 2 O 7 Cr 3+ S S 0 Procedemos a ajustarlas, primero en masas: Cr 2 O H + 2 Cr H 2 O S S 0 Y luego en cargas: Cr 2 O H e - 2 Cr H 2 O S S e - 5

6 Finalmente ajustando nos quedaría: Cr 2 O H e - 2 Cr H 2 O 3 x (S S e - ). Cr 2 O H S 2 Cr S + 7 H 2 O Luego nos quedaría la reacción ajustada: K 2 Cr 2 O H 2 S + 8 HCl 2 CrCl S + KCl + 7 H 2 O Hay que tener en cuenta que el ajuste ion-electrón indica 14 protones de los cuales 6 corresponderían al ácido sulfhidrico (H 2 S) y el resto al ácido clorhídrico (HCl) ooo0ooo Cuando se quema 1 g de ácido acético (CH 3 -COOH) se desprenden 14, 5 KJ. CH 3 COOH + O 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O (l) a) Cuál sera el valor de la entalpía de combustión?. b) Hallar la entalpía estandar de formación de ácido acético. Datos: Masas atómicas: C = 12; H = 1; O = 16. H o f (CO 2 ) = 394 kj/mol. H o f (H 2 O) = 259 kj/mol. Nos piden la entalpía de combustión, luego el primer paso sería proceder al ajuste de la reacción de combustión: CH 3 -COOH + O 2 (g) 2 CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) Según los datos que nos dan la combustión de 1 gramos de ácido acético (ácido etanoico) desprenden 14, 5 KJ, habría que calcular entonces cual sería la energía desprendida por 1 mol de ácido acético. El peso molecular del ácido acéticos sería: 2 x x x 1 = 60. El cálculo correspondiente es: 1 gramo de CH 3 COOH 60 gramos/mol de CH 3 COOH = 14,5 kj x 6

7 Luego el valor de la entalpía de combustión sería: H combustión = -870 KJ/mol (el signo es menos ya que es una energía que se desprende). a) Para obtener la entalpía de formación del ácido acético podemos proceder a partir de la reacción de combustión aplicando la fórmula del sumatorio de entalpías de formación. H o f = H o f (productos) H o f (reactivos) Sustituyendo los datos conocidos tendremos: 870 = [2 x H o f (CO 2 ) + 2 x H o f (H 2 O)] [ H o f (CH 3 -COOH) + H o f (O 2 )] 870 = [ 2 x ( 394)+ 2 x ( 259)] [ H o f (CH 3 -COOH) + 0 ] de donde: H o f (CH 3 -COOH) = 436 KJ/mol. También se puede obtener la entalpía de formación del ácido acético haciendo uso de la Ley de Hess. Para ello primero planteamos la reacción de formación: 2 C(s) + 2 H 2 (g) + O 2 (g) CH 3 COOH (l) Ahora con la ecuaciones correspondientes a los datos que se proporcionan, es decir, con las reacciones de formación del CO 2 y del H 2 O, así como teniendo en cuenta la reacción de combustión del ácido acético, procedemos al cálculo de la entalpía de formación. Las reacciones que se requieren son: CH 3 -COOH + 2 O 2 (g) 2 CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) H 1 = 870 KJ/mol C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) H 2 = 394 KJ/mol H 2 (g) + ½ O 2 (g) H 2 O (l) H 3 = 259 KJ/mol Si ahora invertimos el sentido de la primera reacción y multiplicamos la segunda ecuación y la tercer por dos, tendremos: 2 CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) CH 3 -COOH + 2 O 2 (g) H 1 = KJ/mol 2 C(s) + 2 O 2 (g) 2 CO 2 (g) H 2 = 788 KJ/mol 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (l) H 3 = 518 KJ/mol Sumando las correspondientes entalpías tendremos: 7

8 H f o (CH 3 -COOH) = H 1 + H 2 + H 3 = 436 KJ/mol 8

Documentos relacionados

UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 1 CONVOCATORIA DE JUNIO 2001-2002 LOGSE. OPCIÓN A 1.- Dado el equilibrio: NH 3 (g) ½ N 2 (g) + 3/2 H 2 (g); H = 92,4 KJ. Justificar si