GUÍA DE EJERCICIOS Nº 3

LEYES PONDERALES-ESTEQUIOMETRÍA-REACTIVO LIMITANTE

1.- Determinar la composición % de cada uno de los siguientes compuestos:

a) H2O b) HNO2 c) HNO3 d) FeO e) Fe2O3

2.- Determine la fórmula empírica y la fórmula molecular de un compuesto que tiene peso molecular 180 g/mol y la siguiente composición:

C: 40 % H: 6,67 % O: 53,33 %

3.- Cuántos moles de átomos hay en:

a) 11,5 g de Na b) 55,3 g de N2 c) 133 g de S d) 21,7 g de Ni e) 121 g de O3

4.- Indique el número de moléculas presentes en:

a) 45 g de NaOH b) 22,3 g de aspirina (C9H8O4) c) 14 g de N2 d) 214,5 g de Fe2O3

5.- Determine el número de moles de átomos presentes en:

a) 1,2∙107 átomos de Li b) 3,5∙1025 moléculas de H2 c) 4,8∙1015 moléculas de NH3

6.- Determine el número de moles de moléculas presentes en:

a) 2,7∙1020 moléculas de C6H12O6 b) 45 g de C6H12O6 c) 9,2∙1025 moléculas de CH4

7.- El ibuprofeno es un antiinflamatorio ampliamente utilizado en el alivio del dolor sintomático. Su fórmula es C13H18O2 y la dosis diaria recomendada para un adulto es de 1200 mg/día, mientras que la dosis máxima es de 2400 mg/día. Calcule el número de moles contenidos en ambas dosis.

8.- Balancee las siguientes ecuaciones:

a) C3H6 + O2 CO2 + H2O

b) CaO + H2O Ca(OH)2

c) H2SO4 + NaCl Na2SO4 + HCl

d) Fe + HCl FeCl2 + H2

e) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O

9.- La combustión del gas propano (uno de los componentes del gas licuado) se representa en la siguiente ecuación química (que debe balancear)

C3H8(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)

Al respecto responda las siguientes preguntas:

a) Cuántos moles de O2 se necesitan para la combustión de 3 moles de C3H8. b) En la combustión de dos moles de C3H8 ¿Cuántos moles de CO2 y de agua se generan? c) Un cilindro de gas propano utilizado en cocinillas para camping contiene 400 g de este

compuesto. Al utilizarlo ¿Cuántos kg de CO2 se genaran?10.- El carbonato de calcio (calcita) es un mineral que se descompone térmicamente (sobre los

750 ºC) como muestra la siguiente ecuación:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

Al respecto responda

a) ¿Hay algún cambio físico asociado a este cambio químico? b) Si se descomponen 35 g de CaCO3 ¿Qué masa de CaO se obtiene? c) Si se descomponen 35 g de CaCO3 ¿Qué masa de productos se obtiene?

11.- Una muestra de 4,1 g de magnesio reacciona con oxígeno obteniéndose 6,7 g de óxido de magnesio como único producto de la reacción. ¿Qué masa de oxígeno se consumió en la reacción?

12.- El hierro se oxida si se expone a la intemperie formando el óxido férrico. La ecuación global que describe esta transformación es la siguiente:

4 Fe(s) + 3 O2(g) 2 Fe2O3(g)

Responda:

a) Si se dispone de 20 g de Fe a la intemperie ¿cuánto óxido se formará? b) Si la reacción de los 20 g de hierro se lleva a cabo a 0 ºC y 1 atm en un recipiente

cerrado con 22,4 L con oxígeno puro. ¿Qué masa de hierro se oxidará? ¿Qué masa de óxido se formará?

c) Si los 20 g de hierro se oxidan en el mismo recipiente a 0 ºC y 1 atm con 22,4 L de aire (composición del aire: 78 % de N2 y 21 % de O2). ¿Qué masa de hiero se oxidará? ¿Cuánto masa de óxido se formará?

13.- Una muestra de 1,205 g de potasio reacciona con 6,815 g de cloro obteniéndose cloruro de potasio como único producto. Después de la reacción quedan 5,72 g de cloro sin reaccionar. ¿Qué masa de cloruro de potasio se formó?

14.- El amoniaco se obtiene en forma industrial mediante el proceso Haber. Se mezclan N2 con H2 a 500 ºC en presencia una mezcla de hierro con óxidos de potasio y aluminio, como catalizador. La ecuación (que debe balancear) es la siguiente:

N2(g) + H2(g) NH3(g)

Respecto a esta síntesis responda:

a) Para que 3 moles de N2 reaccionen completamente ¿Cuántos moles de H2 se necesitan?b) Al reaccionar completamente los 3 moles de N2 con H2 ¿Cuántos moles de NH3 se

forman?c) En la reacción de los tres moles de N2 ¿Qué volumen de NH3 se forma a 0 ºC y 1 atm?

15.- Si en la reacción anterior se mezclan 20 L de N2 con 20 L de H2 a 0 ºC y 1 atm, responda:

a) ¿Cuál de los reactivos está en exceso? ¿cuánto exceso hay?b) ¿Cuál de los reactantes es el limitante?c) ¿Qué volumen de NH3 se forma?

16.- La principal fuente de gas carbónico para el esponjado del pan, es la fermentación de la glucosa proveniente de la harina:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 glucosa etanol ¿Cuál es la masa máxima de etanol que se producen a partir de 100g de glucosa? 17.- La aspirina (C9H8O4) se produce a partir del ácido salicílico (C7H6O3) y anhídrido acético

(C4H6O3) como muestra la siguiente reacción:

C7H6O3 + C4H6O3 C9H8O4 + C2H4O2

Al respecto responda

a) ¿Cuánto ácido salicílico será necesario para producir 1,5 kg de aspirina? b) ¿Cuánto ácido salicílico será necesario para producir 1,5 kg de aspirina suponiendo un

83% de rendimiento de la reacción?

18.- La gasolina está formada por una mezcla de hidrocarburos. Suponiendo que está formada sólo por octano (C8H18). La siguiente ecuación (que debe balancear) describe su combustión:

C8H18 + O2 CO2 + H2O

a) ¿Qué masa de CO2 se libera a la atmósfera en la combustión un litro de gasolina si su densidad es de 0,68 g/mL?

b) Al realizar un viaje entre Santiago y Puerto Montt (1000 km de distancia) en un automóvil que rinde 20 km/L ¿Qué masa de CO2 aporta al efecto invernadero?

19.- El H2SO4 reacciona con el NaOH en una reacción de neutralización ácido-base como se muestra en la siguiente ecuación (que debe balancear):

H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

Si se hacen reaccionar 35 g de H2SO4 con 20 g de NaOH, determine:

a) Cuál es el reactivo limitante b) Cuál es el reactivo que está en exceso y cuántos gramos de exceso hay de éste c) Qué masa de Na2SO4 y de H2O se forman

20.- El peróxido de hidrógeno se descompone con la luz del sol, por lo que se le almacena en envases opacos. La reacción de descomposición (que debe balancear) es:

H2O2 H2O + O2

Si se descompone 1 L de H2O2 ¿Qué volumen de O2 se obtiene a 0 ºC y 1 atm? (dato: la densidad del H2O2 es 1 g/mL).

RESPUESTAS

1.- a) H = 11,1 % ; O = 88,9 % b) H = 2,1 % ; N = 29,8 % ; O = 69,1 % c) Fe = 77,7 % ; O = 22,3 % d) Fe = 69,9 % ; O = 30,1 %

2.- Fórmula empírica: CH2O Fórmula molecular: C6H12O6

3.- a) 0,5 moles b) 3,95 moles c) 4,16 moles d) 0,37 moles e) 7,56 moles

4.- a) 6,8∙1023 b) 7,5∙1022 c) 3,01∙1023 d) 8,1∙1023

5.- a) 2∙10-17 b) 116,3 c) 7∙10-9

6.- a) 4,5∙10-4 b) 0,25 c) 152,8

7.- dosis recomendada = 0,0058 mol/día ; dosis máxima = 0,01165 mol/día

8.- a) C3H6 + 9/2 O2 3 CO2 + 3 H2O

b) CaO + H2O Ca(OH)2

c) H2SO4 + 2 NaCl Na2SO4 + 2 HCl

d) Fe + 2 HCl FeCl2 + H2

e) 3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

9.- a) 15 moles de O2 b) 6 moles CO2 y 8 moles H2O c) 1200 g CO2

10.- a) Si. A partir de un sólido se forma un gas b) 19,6 g CaO c) 35 g productos

11.- 2,6 g

12.- a) 28,6 g de óxido b) se oxidarán los 20 g de Fe y se formarán 28,6 g de óxido c) se oxidarán 15,6 g de Fe y se formarán 22,4 g de Fe2O3

13.- 2,3 g de cloruro de potasio

14.- a) 9 moles H2 b) 6 moles de NH3 c) 134,4 L NH3

15.- a) el N2 está en exceso; 13,3 L b) Reactivo limitante: H2

c) se forman 13,3 L de NH3

16.- 51,1 g

17.- a) 1,15 kg ácido salicílico b) 1,39 kg ácido salicílico

18.- a) 2,1 kg CO2 b) 105 kg CO2

19.- a) Reactivo limitante: NaOH b) Reactivo en exceso: H2SO4 ; 10,5 g c) 35,5 g de Na2SO4 y 9 g de H2O

20.- 329,4 L de O2