1ºbach. santillana la casa del saber ejercicios t2

IES Fuente Luna (Pizarra) FQ 1º Bachillerato

Eric Calvo Lorente T2: Los Estados de la Materia

Tema: Los Estados de la Materia

Ejercicio1 (Pag31)Tan simple como conocer los puntos de fusión y ebullición de tales sustancias. A partir de latabla, vemos que, a 70oC:

a) Azufre: Sólidob) Éter etílico: Gasc) Butano: Gasd) Octano: Líquidoe) Acetona: Gasf) Alcohol etílico: Líquido

Ejercicio2 (Pag31)P.F (Fe)= 1538oCP.F (Pb)= 327oCLas temperaturas que pueden alcanzar las planchas de cocina superan los 350oC.Está claro entonces que a esa temperatura el plomo se fundiría. Además, si los alimentos secocinan a mayor temperatura, menor tiempo estarán sometidos a la acción del calor.

De todos modos, el plomo es un metal tóxico, con lo que su uso estaría prohibido.

Ejercicio3 (Pag31)La razón estriba, simplemente, en el bajo punto de fusión relativamente bajo del plomo,inferior a la del vidrio.(Por si te interesa: El plomo en las vidrieras históricas)

Ejercicio4 (Pag31)La Ley de Boyle-Mariotte nos indica que, para una determinada masa de gas a temperaturaconstante, el producto entre la presión ejercida por el gas y el volumen por este ocupado esconstante. Matemáticamente: . = → = . 1Las 3 gráficas son correctas:

a) 1/V vs PComo podemos ver, ambas variables son directamente proporcionales.

b) V vs PLas dos variables son inversamente proporcionales.

c) p.V vs P. El producto p.V se mantiene constante independientemente del valor de p



Ejercicio5 (Pag31)T(cte)p1=350 mmHg ; V1=2Lp2=? ; V2=0´250 LAplicamos simplemente la ley de Boyle-Mariotte:

. = .350.2 = . 0´25 → = 350.20´25 = 2800 Ejercicio6 (Pag35)

V(cte)T1=293K a T2=313K¿En cuánto cambia la presión?

Según la Ley de Gay-Lussac, a V(cte):

=De este modo: 293 = 313 → = 313.293 = 1´07.

Ejercicio7 (Pag35)V(cte)Si p2=2p1 , ¿cuánto valdrá T2?

Según la Ley de Gay-Lussac, a V(cte):

=Sustituyendo:

= 2 → = 2 . = 2.Se duplica también la temperatura (absoluta).

Ejercicio8 (Pag37)Ley de Charles y Gay-Lussac: = → = → = .

Es decir, el volumen será directamente proporcional a la temperatura absoluta(siempre que p se mantenga constante).



Por tanto, la gráficas correspondientes serán:a) La primera de ellas indica la relación entre dos magnitudes directamente

porporcionales. En nuestro caso será una gráfica V vs Tb) La segunda, relaciona V vs 1/Tc) En cuanto a la tercera, la gráfica es del tipo V/T vs P

Ejercicio9 (Pag37)V1=0´5 L T1=283KV2=¿? T2=263KSegún la Ley de Charles, a p(cte):= → 0´5283 = 263 → = 263.0´5283 = 0´46

Ejercicio10 (Pag38)

En el paso1: Al ser la temperatura constante durante el proceso , se cumple la ley de Boyle-Mariotte: . = .En el paso2: Al ser el volumen constante durante la transformación , se cumple la ley de Gay-Lussac:

=Sustituyendo en la primera ecuación el valor de pa ,y considerando que Va≡V2=. = . → . = . ( ) = . = .O lo que es lo mismo:

=

Ejercicio11 (Pag39)

P1, T1, V1 Pa , Ta , V1 P2, Ta , V2

VCTE TCTE

P1, T1, V1 Pa , T1 , Va P2, T2 , Va

TCTE VCTE

(Ley de Charles y Gay-Lussac)



En el paso1: Al ser el volumen constante durante la transformación , se cumple la ley de Gay-Lussac:

=En el paso2: Al ser la temperatura constante durante la transformación, se cumple la ley deBoyle-Mariotte:

. = .Sustituyendo en la primera ecuación el valor de pa ,y considerando que Ta≡T2=

= 1 . → . = → . =

Ejercicio12 (Pag39)No. En los gases (ideales) si una variable (p, T ó V) quedan fijadas, las otras dos pueden variar,pero siempre de manera que la relación:.Por tanto, si quedan fijas dos de estas variables, la tercera lo estará también, puesto que, de locontrario, la expresión anterior dejaría de ser constante.

Ejercicio13 (Pag39)

Utilizando la ecuación de los gases perfectos:. = . → 2.15323 = 3.373 → = 34´64

V1= 15L

T1=323K

P1=2 atm

V2=¿?

T1=373K

P1=3 atm



Ejercicio14 (Pag39)

− = : =Así: 2293 = 1073 → = 2.1073293 = 7´3No estallará.

Ejercicio15 (Pag39)

Será posible tan sólo si se cumple la Ley de Boyle:. = .1.3000 ≠ 50 ∗ 70 → 3000 ≠ 3500Para que ello fuese factible,. 3000 ≠ 50 ∗ 70 → = 35003000 = 1´16El recipiente de 3000 L debería alcanzar 1´16 atm. Si quisiésemos que se cumplieran lascondiciones del enunciado, habría que introducir menos gas.

V1= 3L

T1=293K

P1=2 atm

V2=3 L

T1=1073K

P1=¿?

V2= 3000L

T2=293K

P2=1 atm

V2=50 L

T1=293K

P1=70 atm¿Es posible?



Ejercicio16 (Pag39)

Utilizando la ecuación de los gases perfectos:. = . → 1´97 . 50. 10323 = 1.161´5 → = 0´049 Ejercicio17 (Pag39)

Utilizando la ecuación de los gases perfectos:. = . → 3.0´3313 = . 0´45626 → = 4 Ejercicio18 (Pag39)

. = . → 3´29.10 = 2´5.7263 → = 494´44 Ejercicio19 (Pag39)

V1= 50.10-3 L

T1=323K

P1=1500mmHg =1´97 atm

V2=¿?

T2=161´5K

P2=1 atm

V1= 0´3 L

T1=313K

P1=3 atm

V2=0´45 L

T2=626K

P2= ¿?

V1= 10 L

T1=¿ ?

P1=2500mmHg==3´29 atm

V2=7 L

T2=263K

P2= 2´5 atm

V1= 5 L

T1=308K

P1=600mmHg==0´79 atm

V2=10 L

T2=¿?

P2= 1´58 atm¿Es posible?



. = . → 0´79.5308 = 1´58.10 → = 1232La temperatura habrá de cuadruplicarse.

Ejercicio20 (Pag39)

. = . → 0´79.5308 = . 10616 → = 0´79La presión se mantendrá constante.

Ejercicio21 (Pag41)¿p? 3 mol O2, 5L 323K . =

. 5 = 3.0´082.323 → = 3 . 0´082 . 3235 = 15´89 Ejercicio22 (Pag41)

¿Moles CO2? ¿moléculas? ¿átomos de O? ¿moles de O?10L 3 atm 343K

3. 10 = . 0´082 . 343= 3 . 100´082 . 343 = 1´071´07 . 6´022. 10 = 6´44. 10 é

En cuanto a los átomos de O:6´44. 10 . 2 = 12´88 . 10 áO lo que es lo mismo, 2´14 moles de O

V1= 5 L

T1=308K

P1=600mmHg==0´79 atm

V2=10 L

T2=616

P2= ¿?¿Es posible?



Ejercicio23 (Pag41)Pues el que tenga un mayor número de moléculas (o moles) en su interior.= 102 = 5= 1071 = 0´14Al tener el gas hidrógeno menor peso molecular, sus 10 g contienen un mayor número departículas.

Ejercicio24 (Pag41)5g H2 + 5 g N2

Ptotal= 800 mmHg= 1´05 atm¿Pi?Composición mezcla (% masa y % V)

) = 5252 + 528 = 1415= 52852 + 528 = 115 → = . = 1415 . 800 = 746´7 ÷ 0´98= . = 115 . 800 = 53´3 ÷ 0´07

)% % = 510 . 100 = 50%% = 510 . 100 = 50%

% % = 1415 . 100 = 93´3%% = 115 . 100 = 6´7% Ejercicio25 (Pag41)

Recordemos que “en iguales condiciones de P, T, volúmenes iguales de diferentes gasescontienen igual número de partículas”Entonces, los tres recipientes iniciales contendrán el mismo número de partículas.Si ahora se introducen todas ellas en un recipiente de volumen V, tendremos al triple departículas encerradas en un mismo volumen que al inicio. A temperatura constante, es decir,sin variación de la energía cinética media de las partículas, el número de choques en la unidadde tiempo se triplicará. Es decir, la PRESIÓN SE TRIPLICARÁ.Otro modo más sencillo aún de verlo es simplemente aplicando la Ley de Dalton de lasPresiones parciales, que nos indica que para un mismo volumen, la presión total será igual a lasuma de las presiones parciales (1+1+1)



Ejercicio26 (Pag41)1L de H2 a 1 atm y temperatura T contendrá un número x de partículas (x partículas/L)3L de CO2 a 1 atm y temperatura T contendrá un número 3x de partículas (x partículas/L)Si mezclamos los dos gases, el número total de partículas será 4xSi este número de partículas se introduce en 3L habrá 4x partículas en 3L, o lo que es lo mismo,1´33x partículas/LSe desprende de este modo que la presión será 1´33 VECES MAYOR QUE LA INICIAL (1´33 atm)

De un modo más elaborado: = +: . = ´. ´´ ( ) → 1.1 = ´. 3 → ´ = 13 = 0´33: , óá. : = 1

Así pues: = + = 1 + 0´33 = 1´33

Ejercicio27 (Pag41)20 + 50= 1200? = = 10= = 1´79= 1011´79 = 0´848 → = 1200.0´848 = 1017´6 ÷ 1´34= 1´7911´79 = 0´152 → = 1200.0´152 = 182´2 ÷ 0´24

Ejercicio28 (Pag50)GAS LÍQUIDO SÓLIDO

Partículas en constantemovimiento al azar.

Distancias entre las partículasenormes.

Las fuerzas atractivas puedenser consideradas nulas

Las partículas poseenmovimientos dedesplazamiento relativo

Las distancias entre laspartículas son pequeñas, porlo que las fuerzas de cohesiónson elevadas, pero no losuficientemente como paraimpedir el deslizamiento.

Las partículas poseenmovimientos de vibración

Las distancias entre laspartículas son muy pequeñas,con lo que

Las fuerzas de cohesión sonmuy grandes

En todos los casos, al aumentar la temperatura, la energía cinética media de las partículas aumenta,haciéndolo también los movimientos asociados a cada estado



Ejercicio29 (Pag50)Salvo en los cambios de estado, el suministro de calor a un cuerpo conlleva el aumento de sutemperatura.Desde un punto de vista de la TC, en un cambio de estado, el suministro de energía permiteque las partículas tengan la energía suficiente como para “desmoronar” la red (sólida o líquida,si así puede llamarse en este último caso). Por lo tanto no habría una variación en la energíacinética media de las moléculas, no habiendo, pues, aumento de temperatura.En las demás circunstancias, el suministro de energía provoca un aumento en la velocidad delas partículas (traslación, vibración o rotación), lo que supone un aumento de temperatura.

Ejercicio30 (Pag50)a) El agua tiene un P.E de 100 oC a una presión de 1atmb) Sólo será cierta tal afirmación en el caso de sustancias puras. Si se trata de mezclas, los

puntos de fusión y ebullición no serán constantes.c) No, no es cierto. Comprobarlo en una tabla con los PF y PE de diferentes sustancias.

Ejercicio31 (Pag50)a) Desde luego que sí. A esa temperatura el O2 es un gas y el H2O un líquido. Las fuerzas

de cohesión entre las moléculas de un gas son prácticamente nulas.b) Falso. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, mayor velocidad de las partículas, con

lo que las fuerzas atractivas serán menores. De hecho, ya son prácticamente nulasc) Falso, por idéntico motivo que b)d) No. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad con que se vibran las

partículase) Cierto. La estructura anómala del hielo es la causante. El hielo es menos denso que el

agua a esa Tf) Falso. A mayor T, mayor velocidad de las partículas

Ejercicio32 (Pag50)A partir de 1oC, el butano es un gas, pero sólo si la presión es de 1 atm. En las bombonas el gasse introduce a presiones elevadas, con lo que se consigue la licuación del gas, ya que su puntode ebullición, con esa T, habrá aumentado

Ejercicio33 (Pag50)Desde el punto de vista de la teoría cinética, un descenso de la presión supone que lasmoléculas del gas chocan con menor cadencia contra la superficie del líquido. Esto implica quelas moléculas del líquido pueden escapar más fácilmente y pasar a la fase gaseosa.Desde otro ángulo, se trata de recordar que la ebullición se produce cuando la presión devapor del líquido coincide con la presión exterior. Si la presión exterior es baja, la temperaturanecesaria para que la presión de vapor se equipare será más baja

Ejercicio34(Pag50)Disminuyendo la presiónTomemos la ecuación general de los gases perfectos:

= ´. ´´ . = ´. ´



Si la presión disminuye, el volumen aumentará en la misma proporción.

Ejercicio35 (Pag50)Tomemos la ecuación general de los gases perfectos:

= ´. ´´ . = ´. ´Si p´=4p. = 4. . ´ → = 4. ´ → ´ = 14 .

Ejercicio36 (Pag50)

= ´. ´´ = ´́Como vemos, se puede disminuir el volumen disminuyendo la temperatura

Ejercicio37 (Pag50)) = 300 = 100¿ = 3 ?Aplicando Boyle: p.V=cte

. 300 = . 100 → = 3. VERDADERO

) = 283 ( ) = 293¿ = 2 ?Aplicando Charles:= → 283 = 293 → = 1´03. FALSO) = 300 = 100¿ = 3 ?:300 = 100 → = 13 .

Ejercicio38 (Pag50)a) p vs T(K) b) p vs 1/T c) p vs T(oC)

Ejercicio39 (Pag50)Ninguno. La temperatura mínima (teórica) que puede alcanzarse es de -273´16 oC

Ejercicio40 (Pag50)La temperatura de un gas es directamente proporcional a la energía cinética de lasmoléculas de ese gas. Esto significa que cuanto más rápido se muevan las partículas,



mayor será la T. Del mismo modo, al disminuir la velocidad de movimiento de laspartículas, la temperatura descenderá. Se llegaría así a un punto teórico de temperaturaen el que las partículas no estuviesen dotadas de ningún tipo de movimiento. Esta T secorrespondería con el CERO ABSOLUTO.Si analizamos la gráfica P vs T de cualquier gas, para una experiencia a Vcte, veremos que:

Ejercicio41 (Pag50)Si la temperatura es constante, la energía cinética media de las moléculas del gas será siemprela misma; es decir, la velocidad con la que se muevan será siempre igual. Si entonces seproduce una disminución del volumen del recipiente (a la mitad), el número de choques en launidad de tiempo, es decir, la presión, se DUPLICARÁ

Ejercicio42 (Pag50)La constancia en el valor de la presión indicará que el número de choques de las moléculas delgas contra las paredes del recipiente se mantendrá constante. Si duplicamos la Temperaturaabsoluta estamos duplicando la energía cinética media de dichas moléculas, por lo tanto, seduplicaría la energía de los choques contra el recipiente. El resultado es un aumento devolumen del recipiente que finalizará cuando de nuevo la presión sea la inicial; ello sucederácuando el volumen se halla duplicado.

Ejercicio43 (Pag50)= 600= 1´2 ´ = 1000´?Aplicando la Ley de Boyle: . = ´. ´Sustituyendo: 600.1´2 = 1000. → = 0´72

Ejercicio44 (Pag50)= 750= 1´25= 50 = 323 → = 2´75=?= 50 = 323Si T es constante: . = ´. ´Luego, sustituyendo:



1´25. 750 = ´. 2´75 → ´ = 340´1 Ejercicio45 (Pag50)= 800= 323 ´ = 1´5?ú − ;= ´́

Sustituyendo:800 760323 = 1´5 → = 460´3 Ejercicio46 (Pag51) V = 5L (cte)∆T?p: 300torr → 600 torr

A volumen constante: = ´́Sustituyendo:300 = 600́ → ´ = 2LA TEMPERATURA ABSOLUTA SE DUPLICA

Ejercicio47 (Pag51)= 225= 323 ¿∆ ? ( )= 275= → 225 = 275́ → ´ = 1´2.

Ejercicio48 (Pag51)) → Proceso a V(cte)2300 = 1x → x = 150K) → Proceso a p(cte)0´5150 = 1´5x → x = 450K Ejercicio49 (Pag51)V = 500 mL ; p = 1500 torr ; T = 353KV =? ; p = 0´9 atm ; T = 313K. = ´. ´´ → 1500760 . 500353 = 0´9. ´313 → ´ = 972´24



Ejercicio50 (Pag51)V = 2L ; p = 4 atm ; T = 323KV = 0´5L ; p =? ; T = 373K. = ´. ´´ → 4.2323 = ´. 0´5373 → ´ = 18´47 Ejercicio51 (Pag51)V = 20L ; p = 850 torr ; T = 300KV = 8L ; p = 2´5 atm ; T =?. = ´. ´´ → (850/760).20300 = 2´5.8´ → ´ = 268´23 Ejercicio52 (Pag51)

V? 1 mol gas hidrógeno, gas oxígeno o dióxido de carbono, en CN

= → 1. = 1.0´082.273 → = 22´4Para cualquier gas, puesto que en todos ellos existe un mol de partículas

Ejercicio53 (Pag51)?= 8= 2´5= 650 → . = . . → 650760 . 8 = 2´5.0´082. → = 33´38 Ejercicio54 (Pag51)?= 8= 1140= 390= 16 → . = . . → . = . . → = . .. = 16. 1140760 . 80´082.390

= 6´00 Ejercicio55 (Pag51)C HT = 293KV = 26Lm = 12500grp?PM = 58 gr/mol

→ p. V = nRT → p = nRTV → p = 1250058 . 0´082.29326 = 199´15 atm Ejercicio56 (Pag51). = . . → 1.26 = 58 . 0´082.293 → = 62´76



Ejercicio57 (Pag51)5 ?= 1´5= 293= 4 → . = . . → 1´5. = 54 . 0´082.293 → = 20´0 Ejercicio58 (Pag51)= 0´5 ( )) ? = 353 ∶ = 375) ?

) . = ´. ´´ →) 1.0´5273 = 375760 . ´353 → ´ = 1´31) = 0´522´4 = 2´33.10 1´34. 10 Ejercicio59 (Pag51) 10 ?¿ ?. = . . → 1.10 = 2 . 0´082.273 → = 0´893

Si se trata de oxígeno:. = . . → 1.10 = 32 . 0´082.273 → = 14´29 Ejercicio60 (Pag51) 2

5 ( = 4 )5 ( = 44 ) ¿ ?Helio: . = . . → . = 54 . 0´082. → = 0´1025Monóxido de carbono:. = . . → . = 528 . 0´082. → = 0´015Si dividimos ambas presiones:

= 0´10250´015 → = 0´10250´015 → = 6´83.



Ejercicio61 (Pag51) : 92´3%: 7´7%?4´15 1´5 70º , 3Tomando 100 gr: : 92´3 → 92´312 = 7´7 ÷´ 1: 7´7 → 7´71 = 7´7 ÷´ 1

La fórmula molecular será: ( ) = 13.Para determinar el peso molecular real:. = . . → . = . . → 3. = 4´151´5 . 0´082.343 → = 25´9 /Luego: 13. = 25´9 → = 2FÓRMULA MOLECULAR ACETILENO:

C2H2

Ejercicio62 (Pag51)= 1´25. → ???. = . . → . = . . → 1. = 1´25.0´082.273 → = 27´98 /Se trata del CO

Ejercicio63 (Pag51) = 1´42. → ?= 750= 1´8= 290) . = . . → . = . . → 1. = 1´42.0´082.273 → = 31´79 /En las nuevas condiciones:. = . . → . = . . → 1´8.31´79 = . 0´082.290 → = 2´4= → 2´4 = 0´75 → = 1´8

Ejercicio64 (Pag51)) [ ( )? ] = 44 /) = 1000= 2´15 / → ?) . = . . → . = . . → 1.44 = . 0´082.273 → = 1´97 /) . = . . → . = . . → 1000760 = 2´1544 . 0´082. → = 328´39



Ejercicio65 (Pag51)

5 + 5 + 5= 700 → : 54: 544: 532→

→= 5454 + 544 + 532 = 88107 = 0´822

= 54454 + 544 + 532 = 0´111´51625 = 0´074= 53254 + 544 + 532 = 0´1561´51625 = 0´102

→

→ = 0´82.700 = 575´7= 0´074.700 = 52´33= 0´10.700 = 71´96 Ejercicio66 (Pag51)

% : 515 . 100 = 33´33%: 515 . 100 = 33´33%: 515 . 100 = 33´33%% : 0´822.100 = 82´2%: 0´074.100 = 7´4%: 0´102.100 = 10´2%

Ejercicio67 (Pag51)3´2 gr O = 0´1 mol O → p = 500mmHgT = cteAñadimos 4´2 gr H (2´1 )p?=. = 0´1. .. = (2´1 + 0´1). . → .. = 0´1. .(2´1 + 0´1). . → = 0´12´2 → = 2´2.0´1= 22. = 11000 ≡ 14´47



Ejercicio68 (Pag51)% ( ) = 78%% ( ) = 21%= 1%7 6 3 → = 126 ≡ 126000= 790= 20 = 293¿masa O2?

= 790.0´21 = 165´9 ÷ 0´218Aplicando la ecuación d estado:. = . . → 0´218.126000 = . 0´082.293 → = 1143´26= → 1143´26 = 32 → = 36584´4

Ejercicio69 (Pag51)P=720mmHg [% ( ) = 79%]?= 720. 0´79 = 568´8 ÷ 0´784

1ºbach. santillana la casa del saber ejercicios t2

Education