209 1/5 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA VICERRECTORADO ACADEMICO AREA: INGENIERÍA CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL S ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL CÓDIGO: 209 MOMENTO: VERSION: 1 ECHA DE APLICACIÓN: 16/02/13 LAPSO: Prof. Responsable: Ing. Miguel Alemán Coordinador: Ing. Anel Núñez OBJETIVO 1; CRITERIO DE DOMINIO: 2/2 RESPUESTA PREGUNTA 1 Estrategia: a) procedemos con base en el principio de construcción progresiva y escribimos la configuración electrónica con el numero cuántico principal n=1 y se continua así hasta que todos los electrones se han acomodado. B) Cuál es la configuración electrónica característica de los elementos representativos?; de los elementos de transición?; de los gases nobles? C) examine el esquema de apareamiento de los electrones en el nivel externo. Qué determina que un elemento sea diamagnético o paramagnético? Solución: a) sabemos que para n= 1 tenemos un orbital 1s (2 electrones); para n=2 tenemos un orbital 2s (2 electrones) y tres orbitales 2p (6 electrones); para n= 3 se cuenta con un orbital 3s (2 electrones). El numero de electrones restantes es de 15-12= 3 y estos tres electrones se colocan en los orbitales 3p. la configuración electrónica es 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3. b) debido a que el subnivel 3p no está completamente lleno, es un elemento representativo. Con base en la información proporcionada, es difícil precisar si se trata de un metal, un no metal o un metaloide. c) de acuerdo con la regla de Hund, los tres electrones de los orbitales 3p tienen espines paralelos (3 electrones desapareados). Como consecuencia, los átomos de este elemento son paramagnéticos. Verificación: note que para b) un metal de transición posee un subnivel d que no está lleno por completo y que un gas noble tiene un nivel externo totalmente lleno. Para c) recuerde que si los átomos de un elemento contienen un número non de electrones, el elemento debe ser paramagnético.
RESPUESTA PREGUNTA 2 209 2/5 Estrategia: Cuáles son las tendencias en los radios atómicos de un grupo periódico y en un periodo en particular? Cuáles de los elementos mencionados se encuentran en el mismo grupo?, y en el mismo periodo? Solución: podemos ver en la tabla periódica que N y P están en el mismo grupo (5A). por lo tanto, el radio de N es más pequeño que el del P ( el radio atómico se incrementa a medida que se desciende en el grupo). Tanto el Si como el P se encuentran en el tercer periodo, y el Si esta a la izquierda del P. por tanto, el radio del P es más pequeño que el del Si (el radio atómico disminuye a lo largo de un periodo de izquierda a derecha). Así, el orden creciente según su radio es N < P < Si. OBJETIVO 2; CRITERIO DE DOMINIO 2/2 RESPUESTA PREGUNTA 3 Estrategia: la estructura básica del N 2 O es: N N O Seguimos el procedimiento usado para dibujar las estructuras de Lewis y calcular las cargas formales. Solución: las tres estructuras de resonancia son: _.. +.. +.. 2-.. + + N=N=O : N N-O: :N-N O:........ a) b) c) Observamos que las tres estructuras exhiben cargas formales. La estructura b) es la más importante debido a que la carga negativa está en el átomo de oxigeno mas electronegativo. La estructura c) es la menos importante debido a que tiene una separación mayor de cargas formales. También, la carga positiva está en el átomo de oxigeno más electronegativo. Verificación: asegúrese de que no hay cambio en las posiciones y estructuras de los átomos. Debido a que N tiene cinco electrones de valencia y O tiene seis electrones de valencia, el número total de los electrones de valencia es 5x2+6= 16. La suma de cargas formales es cero en cada estructura.
RESPUESTA PREGUNTA 4 209 3/5 Estrategia: observe que el Xe es un elemento del quinto periodo. Para dibujar la estructura de Lewis y calcular cargas procedemos así: Solución: Paso 1: la estructura básica de Xe 4 es: Xe Paso 2: las configuraciones electrónicas del nivel externo de Xe y son 5s 2 5p 6 y 2s 2 2p 5, respectivamente y, por tanto, el número total de electrones de valencia es 8 + (4 x 7)= o 36. Paso 3: dibujamos un enlace covalente sencillo entre todos los átomos enlazados. La regla del octeto se satisface para los átomos de, cada uno de los cuales tiene tres pares libres. La suma de los pares enlazantes (4x2) es 32.por tanto, los cuatro electrones restantes se muestran como dos pares libres en el átomo de Xe:.... : :...... Xe...... : :.... Podemos ver que el átomo de Xe tiene un octeto expandido. No hay cargas formales en los átomos de Xe y. OBJETIVO 3; CRITERIO DE DOMINIO 1/1 RESPUESTA PREGUNTA 5 Una muestra de 250 ml de solución 0,100 M contiene 0,0250 (mol = MxL). a) 0,0250 mol CsI x (259,8 g CsI / 1 mol CsI) = 6,50 g CsI b) 0,0250 mol H 2 SO 4 x (98,086 g H 2 SO 4 / 1 mol H 2 SO 4 ) = 2,45 g H 2 SO 4 c) 0,0250 mol Na 2 CO 3 x (105,99 g Na 2 CO 3 / 1 mol Na 2 CO 3 ) = 2,65 g Na 2 CO 3 d) 0,0250 mol K 2 Cr 2 O 7 x (294,2 g K 2 Cr 2 O 7 / 1 mol K 2 Cr 2 O 7 ) = 7,36 g
209 4/5 OBJETIVO 4; CRITERIO DE DOMINIO 1/1 RESPUESTA PREGUNTA 6 Estrategia: tenemos la información del cambio de entalpia, H, para la reacción y se nos pide calcular el cambio en la energía interna, E. por tanto, necesitamos la ecuación E= H - (PV). Cuál es el cambio en el número de moles de los gases? H se da en kilojoules, así Qué unidades se deben utilizar para R? Solución: a partir de la ecuación química podemos observar que 3 moles de gases se convierten en 2 moles de gases, de manera que n= número de moles de productos gaseosos número de moles de reactivos gaseosos. n= 2-3 n= -1 Usando 8,314 J/K. mol para R y T = 298 K en la ecuación, escribimos E = H RTn = -566,0 kj/mol (8,314 J/K. mol ) 1kJ/1000 J (298 K )(-1) = -563,5 kj/mol OBJETIVO 5; CRITERIO DE DOMINIO 1/1 RESPUESTA PREGUNTA 7 Estrategia: Cómo calculamos el número de moles de CO 2 que ha reaccionado ante un descenso de presión de CO 2? A partir de la ecuación de gas ideal escribimos: n = P x ( V/ RT) A T y V constantes, el cambio en la presión de CO 2, P, corresponde al cambio en el numero de moles de CO 2, n. Por tanto Cuál es el factor de conversión entre CO 2 y Li 2 CO 3?
209 5/5 Solución: el descenso en la presión de CO 2 es de (7,9x10-3 atm) (1,2x10-4 atm) o 7,8x10-3 atm. Por tanto, el número de moles de CO 2 que ha reaccionado esta dado por: n= 7,8x10-3 atm x (2,4x10 5 L) /[(0,0821 L. atm/k)(312k)] n= 73 moles De la ecuación observamos que 1 mol de CO 2 1 mol de Li 2 CO 3, de modo que la cantidad de Li 2 CO 3 formada es también de 73 moles. Entonces, con la masa molar de Li 2 CO 3 (73,89 g) calculamos su masa: Masa de Li 2 CO 3 formado= 73 mol Li 2 CO 3 x (73,89 g Li 2 CO 3 / 1 mol Li 2 CO 3 ) = 5,4x10 3 g Li 2 CO 3 CRITERIO DE CORRECCIÓN GENERAL: El objetivo será logrado si el estudiante responde de manera similar a este modelo y justifica debidamente sus respuestas. IN S