guia ejercicios qui 009-advance-completa

Departamento de Ciencias Químicas (DCQ)

GUIA DE EJERCICIOS

QUI 009 Fundamentos de Química

1. Conceptos básicos: Materia y Medición. 2. Átomos, Moléculas, Iones. 3. Estructura electrónica de los átomos. 4. Estequiometría. 5. Gases Ideales. 6. Soluciones acuosas (I). 7. Soluciones acuosas (II). 8. Equilibrio químico. Equilibrio acido‐base (I). 9. Equilibrio químico. Equilibrio ácido‐base (II). 10. Equilibrio químico. Equilibrio ácido‐base (III).

Compilado por:

Dr. Eduardo E. Chamorro J. Director DCQ.

2010-2

Guía de Ejercicios QUI 009 Fundamentos de Química

http://quimica.unab.cl 2



GUIA Nº1

CONCEPTOS BÁSICOS: MATERIA Y MEDICIÓN

Temas a revisar:

1. Clasificación y Propiedades de la Materia

2. Unidades de medición. Sistema Internacional de medición

3. Escalas de Temperatura

4. Uso de prefijos, conversión de unidades

Recuerde: Justifique todas sus respuestas

BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 2. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002. 2. Capítulos 2 y 3. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel.

Thomson. 5ª Edición, 2003. Traducido del material de soporte en los Cds del “Test Bank. Manual Instructor”

3. Capítulo 1. Química. La Ciencia Central. Brown, Le May, Bursten Pearson.

Prentice Hall. 9ª Edición, 2004.



EJERCICIOS 1. Indique la opción que representa una mezcla homogénea:

a) Una mezcla de hierro y arena b) Azúcar disuelto en agua c) Helado de chocolate con trozos de almendras d) Cazuela a la chilena e) Agua con aceite

2. ¿Cuál de las siguientes opciones es una mezcla heterogénea?

a) Una mezcla de carbonato de calcio y arena b) Gasolina c) Anticongelante formado por una mezcla de agua y etilenglicol d) Cloruro de sodio disuelto en agua e) El aire atrapado dentro de un globo (sin incluir el globo)

3. ¿Cómo se denomina una sustancia pura formada por dos o más elementos

distintos?

a) Mezcla homogénea. b) Mezcla heterogénea. c) Multielemento. d) Átomo. e) Compuesto químico.

4. Una sustancia pura compuesta solamente de un tipo de átomo es:

a) Un elemento b) Una mezcla homogénea c) Una mezcla heterogénea d) Una partícula macroscópica e) Un material particulado

5. Cuando una cucharada de sal de mesa se disuelve completamente en un tazón de

agua, Ud. puede decir que se trata de:

a) Un cambio físico b) Un cambio químico c) Una reacción d) Una mezcla heterogénea e) Magia



6. Cuando un pedazo de magnesio se introduce a ácido clorhídrico concentrado se

desprende hidrógeno. Ud. puede decir que este proceso es un ejemplo de:

a) Un cambio físico b) Un cambio químico c) Una solución d) Una mezcla heterogénea e) un misterio imposible de racionalizar

7. ¿Cuál es el símbolo correcto para el plomo?

a) P b) Pl c) Pb d) Sn e) Plomo

8. ¿Cuál es el símbolo correcto para el hierro?

a) Sn b) Fe c) Ir d) I e) Pb

9. Clasifique cada uno de las siguientes sustancias como elementos y compuestos:

a) Hidrógeno b) Agua c) Oro d) Sacarosa e) Sulfato de hierro

10. ¿Cuáles de las sustancias siguientes es un elemento?

a) CO b) S8 c) NaCl d) C6H12O6 e) CO2

11. Qué término describe lo más mejor posible el dióxido de carbono, CO2?

a) Mezcla homogénea b) Mezcla heterogénea c) Elemento d) Compuesto químico e) Ninguno de los anteriores



12. ¿Qué frase referente al NaCl sólido es cierta?

a) El NaCl es un compuesto químico. b) El NaCl es una mezcla homogénea. c) El NaCl es una mezcla heterogénea. d) El porcentaje del Cl en el NaCl es dependiente en donde se obtiene la muestra. e) El NaCl tiene características similares a los elementos libres sodio metálico y

cloro gaseoso. 13. Todos los casos siguientes son ejemplos de propiedades físicas, EXCEPTO:

a) El punto de ebullición de etanol. b) La conductividad de un alambre de aluminio. c) El freír un huevo. d) La densidad del gas de neón. e) El punto de fusión del oro.

14. Todos los casos siguientes son ejemplos de propiedades físicas, EXCEPTO:

a) El oro es de color amarillo b) El aluminio se oxida para formar el Al2O3. c) El cobre es dúctil y maleable. d) El mercurio es un líquido a temperatura ambiente. e) La densidad de la plata es 10,45 g/cm3.

15. Una propiedad intensiva de una sustancia es:

a) Solamente visible con ampliación. b) Dependiente en su volumen, pero no su masa. c) Independiente de la cantidad de materia presente d) Dependiente solamente en su temperatura. e) Dependiente solamente en su masa y volumen.

16. ¿Cuál de las siguientes es una propiedad extensiva?

a) Volumen b) Densidad c) Punto de fusión d) Punto de ebullición e) Punto de fusión y punto de ebullición

17. La densidad del ácido acético es 1,05 g/mL. ¿Cuál es el volumen de 327 g de ácido

acético? Justifique su respuesta

a) 2,91 x 10-3 mL b) 3,21 x 10-3 mL c) 2,62 x 102 mL d) 3,11 x 102 mL e) 3,43 x 102 mL

Indique cálculo de justificación:



18. La densidad (d) del mercurio líquido es 13,5 g/cm3. ¿Qué masa (m) del mercurio llenará un recipiente con un volumen (V) de 0,500 L?

a) 3,70 x 10-2 g b) 6,75 g c) 27,0 g d) 37,0 g e) 6,75 x 103 g

19. Cuando 24 pedazos de cobre se sumergen en agua, los pedazos desplazan 8,26 cm3

de agua. ¿Si la masa combinada de los pedazos es 73,86 g, cuál es la densidad del cobre?

a) 0,112 g/cm3 b) 1,34 g/cm3 c) 8,94 g/cm3 d) 32,8 g/cm3 e) 107 g/cm3

20. Usted puede identificar un metal cuidadosamente determinando su densidad.

Un pedazo de 8,44 g de un metal desconocido tiene 1,25 centímetros de largo, 2.50 centímetros de ancho, y 1,00 centímetro de grueso. ¿Cuál será la identidad posible del elemento?

a) Níquel: 8,90 g/cm3 b) Aluminio: 2,70 g/cm3 c) Titanio: 4,54 g/cm3 d) Circonio: 6,51 g/cm3 e) Cromo: 7,20 g/cm3

21. Un cubo del hierro tiene una masa de 29,31 g. ¿Si cada lado del cubo tiene

dimensiones de 1,55 centímetros, cuál es la densidad del hierro?

a) 0,127 g/cm3 b) 5,92 g/cm3 c) 7,87 g/cm3 d) 12,2 g/cm3 e) 18,9 g/cm3







22. A 0°C, una botella contiene 325 mL de agua líquida. ¿Cuál es el volumen del agua después de que se congele (a 0 °C)? Las densidades del agua y del hielo líquido a 0°C son 1,000 g/mL y 0,917 g/mL, respectivamente. Justifique su respuesta

a) 27,0 mL b) 298 mL c) 325 mL d) 354 mL e) 391 mL

23. ¿Cuáles de las características siguientes son ciertas para los líquidos? Justifique su

respuesta

1. El volumen de un líquido es determinado por el tamaño de su envase. 2. Un líquido tiene una forma rígida y un volumen fijo. 3. Un líquido tiene un volumen fijo que varía poco con los cambios de la

temperatura o de la presión. Justifique su respuesta

a) 1 solamente b) 2 solamente c) 3 solamente d) 1, 2, y 3 e) 1 y 3

24. ¿Cuáles de las observaciones siguientes son ejemplos de cambios químicos del

aluminio?

1. Cuando el aluminio reacciona con el ácido hidroclórico, se forma hidrógeno gaseoso.

2. El aluminio sólido funde a 660 ºC. 3. Un cubo del aluminio con un volumen de 4.0 cm3 tiene una masa de 10,8 g. 4. El aluminio es un buen conductor eléctrico. Justifique su respuesta

a) solamente 1 b) solamente 2 c) 1 y 2 d) 3 y 4 e) 1, 2 y 4




25. ¿Cuál es un método correcto para convertir grados Fahrenheit a grados centígrados?

a) ( ) ( )5 CT C = T F + 32

9 F⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

b) ( ) ( )9 CT C = T F + 32

5 F⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

c) ( ) ( )( )5 CT C = T F + 32

9 F

d) ( ) ( )( )9 CT C = T F - 32

5 F

e) ( ) ( )( )o5 CT C = T F - 32

9 F

26. Los termóstatos se fijan a menudo a 68ºF. ¿Cuál es esta temperatura en centígrado?

a) 2,0 × 101 ºC b) 25ºC c) 38 C d) 56ºC e) 7,0 × 102 ºC

27. El punto de ebullición de helio líquido es 4 K. ¿Cuál es esta temperatura en centígrado?

a) -294 ºC b) -277 ºC c) -269 ºC d) -255 ºC e) -169 ºC

28. La temperatura requerida para fundir el NaCl es 528 ºC. ¿Cuál es esta temperatura en Kelvin?

a) 231 K b) 255 K c) 528 K d) 801 K e) 977 K






29. Las reacciones químicas se estudian a menudo a 25 ºC. ¿Cuál es esta temperatura en Fahrenheit?

a) 45ºF b) 57ºF c) 68ºF d) 77ºF e) 103ºF

30. ¿Cuál de las siguientes no es una unidad base del SI?

a) Kilogramo b) Fahrenheit c) Kelvin d) Metro e) Segundo

31 ¿Cuál es un método correcto para convertir centígrado a Kelvin?

a) ( )( )1 KT (K) = T C - 273.15 C

1 C

b) ( )( )1 KT (K) = T C + 273.15 C

1 C

c) ( )( )9 KT (K) = T C - 273.15 C

5 C

d) ( )( )5 KT (K) = T C + 273.15 C

9 C

e) ( )( )5 KT (K) = T C + 273.15 C

9 C

32. ¿Cuál de las siguientes es la masa más grande?

a) 2,3 x 109 pg b) 1,5 x 108 ng c) 6,6 x 105 μg d) 8,4 x 102 mg e) 3,0 x 10-1 g





33. El radio de un átomo del helio es 31 pm. ¿Cuál es el radio en nanómetros?

a) 3,1 x 10-9 nm b) 3,1 x 10-6 nm c) 3,1 x 10-5 nm d) 3,1 x 10-3 nm e) 3,1 x 10-2 nm

34. Se prueban dos balanzas electrónicas usando un peso estándar. La masa verdadera

del estándar es 1.3111 g. Los resultados de 5 medidas individuales en cada balanza se reportan abajo.

Balanza A Balanza B

0,8888 g 1,3110 g 0,9959 g 1,3109 g 1,1182 g 1,3111 g 1,0033 g 1,3110 g 0,9938 g 1,3110 g

Masa promedio = 1,0000 g 1,3110 g

La expresión que describe lo mejor posible los resultados es, justifique su

respuesta: a) A: buena precisión, buena exactitud. B: buena precisión, buena exactitud. b) A: buena precisión, pobre exactitud. B: precisión pobre, exactitud pobre. c) A: precisión pobre, buena exactitud. B: buena precisión, buena exactitud. d) A: precisión pobre, exactitud pobre. B: buena precisión, buena exactitud. f) A: precisión pobre, exactitud pobre. B: buena precisión, exactitud pobre.

35. Un cilindro tiene un radio de 5,08 centímetros y de una altura de 125 centímetros.

Calcule el volumen del cilindro en litros.

a) 0,313 L b) 0,625 L c) 10,1 L d) 2,53 × 103 L e) 1,01×104 L

36. Las dimensiones de una caja son 12 pulgadas por 11 pulgadas por 5,5 pulgadas.

Calcule el volumen de la caja en cm3. Hay 2,54 centímetros por pulgada.

a) 44 cm3 b) 2,8 × 102 cm3 c) 1,8 × 103 cm3 d) 4,7 × 103 cm3 e) 1,2 × 104 cm3






37. ¿Si la eficacia de combustible de un automóvil es 27 millas por galón, cuál es su eficacia de combustible en kilómetros por litro? (1 kilómetro = 0,621 millas, 1,000L= 1,057 cuartos de galón, 4 cuartos de galón = 1 galón)

a) 11 km/L b) 14 km/L c) 17 km/L d) 63 km/L e) 180 km/L

38. Un galón (3,78 L) de pintura de látex puede cubrir 385 pies2 de la superficie de una

pared. ¿Cuál es el grosor promedio de una capa de pintura (en micrómetros)?

a) 0,781 μm b) 3,22 μm c) 9,82 μm d) 32,2 μm e) 106 μm

39. A 25 ºC, la densidad del oxígeno en aire es 0,275 g/L. ¿Qué volumen será ocupado

por 25 kilogramos de oxígeno a °C 25?

a) 1,1 × 10-5 L b) 6,9 L c) 2,8 × 102 L d) 6,9 x 103 L e) 9,1 x 104 L

40. Una balanza electrónica se utiliza para determinar que una muestra tiene una masa

de 25,7171 g. Si la precisión de la balanza es de ± 0,1 mg, cuál es el número correcto de las cifras significativas para esta medida?

a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6







41. Al convertir 5,000 x 10-2 metros a milímetros y expresar la respuesta en la notación estándar usando el número correcto de cifras significativas, Ud. escribirá:

a) 50 mm b) 50,0 mm c) 50,00 mm d) 500 nm e) 5000 mm

42. ¿Cuál es la respuesta correcta a la expresión siguiente: (72,61 – 68,59) ± 18,76 ?

Realice la operación de substracción primero.

a) 7 × 101 b) 75 c) 75.4 d) 74.542 e) 75.5415

43. Cuál es la respuesta correcta a la expresión siguiente: (18 + 95) ± 0,077351 ?

Realice la operación de adición primero.

a) 8,7 b) 8,74 c) 8,741 d) 8,7407 e) 8,74066

44. Cuál es la respuesta correcta a la expresión siguiente: 2,97 x 10-5 + 6,13 x 10-3?

a) 6,1 x 10-3 b) 6,16 x 10-3 c) 6,160 x 10-3 d) 6,1597 x 10-3 e) 6,15970 x 10-5







45. Exprese 0,38300 en la notación exponencial:

a) 3,8300 x 10-1 b) 3,83 x 10-1 c) 3,830 x 10-2 d) 3,83 x 101 e) 3,8300 x 101

46. El radio de un átomo del litio es 152 pm. ¿Cuál es el volumen de un átomo del litio

si se considera que el átomo es una esfera? El volumen de una esfera es (4/3) πr3.

a) 1,47 × 10-27 cm3 b) 1,47 × 10-23 cm3 c) 1,47 × 10-20 cm3 d) 1,47 × 10-14 cm3 e) 1,47 × 107 cm3





GUIA Nº2

ATOMOS, MOLECULAS E IONES

Temas a revisar:

1. La teoría atómica. Protones, electrones, neutrones

2. Tamaño de los átomos. Número atómico, número de masa, isótopos

3. Tabla Periódica

Recuerde: Justifique sus respuestas

BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 2. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002. 2. Capítulos 2 y 3. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel.






EJERCICIOS 1. Ordene las siguientes partículas subatómicas en orden creciente de masa.

a) electrones = protones < neutrones b) electrones < neutrones < protones c) electrones < protones < neutrones d) neutrones < electrones < protones e) electrones < protones = neutrones

2. Se define una unidad de masa atómica (uma) como

a) la masa de un átomo de hidrógeno-1. b) 1/8 de la masa de un átomo de oxigeno-16. c) 1/12 de la masa de un átomo de carbono-12. d) 1,99 x 10-23 g. e) la suma de las masas de un protón, de un neutrón, y de un electrón.

3. ¿Cuáles de los átomos siguientes contienen el número más grande de protones?

a) 231Pa b) 227 Ac c) 232Th d) 226 Ra e) 222 Rn

4. ¿Cuántos protones, neutrones, y electrones están en un átomo de oxígeno-18?

a) 6 protones, 8 neutrones, 4 electrones b) 6 protones, 10 neutrones, 8 electrones c) 8 protones, 8 neutrones, 8 electrones d) 8 protones, 10 neutrones, 8 electrones e) 8 protones, 10 neutrones, 18 electrones

5. ¿Cuál es el símbolo atómico para un elemento con 28 protones y 31 neutrones? a) 59

28 Ni

b) 3128 Ni

c) 5931Ga

d) 2859 Pr

e) 313Li



6. Cuál es la identidad de 7232 X ?

a) Hf b) Zr c) Rf d) Ge e) Cu

7. ¿Cuántos neutrones hay en cobalto-59?

a) 18 b) 27 c) 28 d) 32 e) 59

8. ¿Cuáles de los átomos siguientes contiene el número más grande de neutrones?

a) 3115 P

b) 3014Si

c) 3717 Cl

d) 3216S

e) 3416S

9 ¿Cuál pareja entre los átomos siguientes tiene el mismo número de neutrones? 64

28 Ni , 6329Cu , 64

30 Zn , 6830 Zn

a) 63

29Cu and 6430 Zn

b) 6428 Ni and 63

29Cu

c) 6428 Ni and 64

30 Zn

d) 6329Cu and 68

30 Zn

e) 6430 Zn and 68

30 Zn 10. El número de masa de un átomo de bromo con 46 neutrones es:

a) 11 b) 35 c) 46 d) 80 e) 81



11. Los isótopos de un elemento dado tienen el mismo número de ________, pero diferente número de ________ en su núcleo.

a) neutrones, electrones b) electrones, protones c) protones, electrones d) neutrones, protones e) protones, neutrones

12. Todas las declaraciones siguientes son verdades, EXCEPTO:

a) para cualquier elemento neutro, el número de protones y de electrones son iguales.

b) los electrones y los protones tienen igual masa, pero diferente carga. c) el número de masa es la suma del número de protones y de neutrones. D el número atómico es igual al número de protones. e) los isótopos de un elemento tienen números atómicos idénticos.

13. ¿Cuál de los siguientes átomos son isótopos? 45

21Sc , 4822Ti , 50

22Ti , 5023V

a) 45

21Sc y 5023V

b) 4822Ti y 50

22Ti

c) 5022Ti y 50

23V

d) 4521Sc y 50

22Ti

e) 4822Ti y 50

23V 14. Un elemento consiste en dos isótopos. La abundancia de un isótopo es 95,72% y su

masa atómica es 114,9041 uma. La masa atómica del segundo isótopo es 112,9043 uma. ¿Cuál es la masa atómica media del elemento?

a) 113,9 uma b) 113,0 uma c) 113,9 uma d) 114,8 uma e) 115,1 uma




15. La plata tiene una masa atómica media de 107,87 uma. ¿Si 48,18% de Ag existe como Ag-109 (108,9047 uma), cuál es la identidad y la masa atómica del otro isótopo?

a) Ag-106; 106,9 uma b) Ag-107; 106,9 uma c) Ag-107; 107,9 uma d) Ag-108; 107,9 uma e) Ag-108; 108,9 uma

16. El litio tiene dos isótopos estables con las masas de 6.01512 uma y 7.01600 uma. La

masa molar media del Li es 6.941 uma. ¿Cuál es el porcentaje de abundancia de cada isótopo?

a) 7,49% Li-6 y 92,51% Li-7 b) 9,18% Li-6 y 90,813% Li-7 c) 12,2% Li-6 y 87,78% Li-7 d) 50,00% Li-6 y 50,00% Li-7 e) 62,99% Li-6 y 37,01% Li-7

17. El elemento más abundante del universo conocido es

a) hidrógeno. b) carbon c) helio d) nitrógeno e) silicio.

18. ¿Qué elemento gaseoso abarca sobre tres cuartos de la atmósfera de la tierra?

a) nitrógeno b) helio c) oxígeno d) argón e) hidrógeno

19. ¿identifique el metal alcalinotérreo situado en el cuarto período: (use una tabla

periódica)

a) K b) Ca c) Ga d) Ge

20. ¿Qué halógeno está situado en el cuarto período? (use una tabla periódica)

a) Se b) Kr c) Cl d) Br





21. ¿Cuál de los siguientes grupos se compone completamente de no metales?

a) yodo, indio, y xenón b) aluminio, silicio, y fósforo c) sulfuro, neón, y bromo d) galio, argón, y oxígeno

22. ¿Cuál de los siguientes grupos se compone completamente de metaloides?

a) B, As, y Sb b) Silicio, P, y Ge c) As, Ge, y Pb d) In, Sn, y Ge

23. Complete la siguiente Tabla:

Símbolo 54 226 Fe +

Protones 5 79 86 Neutrones 6 16 117 136 Electrones 5 18 79 Carga

neta -3 0

24. Identifique en la siguiente Tabla Periódica

a) tres elementos alcalinos b) tres elementos alcalinotérreos c) cinco metales de transición d) tres halógenos d) tres calcógenos e) tres gases nobles f) cinco no metales g) cinco metales f) cinco metaloides.

25. El oxígeno tiene dos isótopos: O-16 y O-17. Calcula el porcentaje de cada uno de

ellos sabiendo que la masa atómica del oxígeno es 15, 9994 u. Datos: masa de O-16 = 15,9949 u; masa de O-17 = 16,9991 u.

a) de O-16 hay 99,55% y de O-17 hay 0,45% b) de O-16 hay 0,45%y de O-17 hay 99,55% c) de O-16 hay 99,00% y de O-17 hay 1,00 % d) de O-16 hay 99,05% y de O-17 hay 0,95% e) de O-16 hay 98,55% y de O-17 hay 1,45%




GUIA Nº3

ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS

Temas a revisar:

1. Espectro de radiación electromagnética. Naturaleza ondulatoria

2. Energía cuantizada. Efecto fotoeléctrico y fotones. Naturaleza dual de la luz

3. Espectro de emisión del átomo de H. Modelo de Bohr

4. Comportamiento ondulatorio de la materia. Principio de incerteza

5. Mecánica cuántica, orbitales atómicos. Números cuánticos

6. Representación de orbitales. Espin electrónico. Principio de exclusión de Pauli.

7. Configuraciones electrónicas.


BIBLIOGRAFIA:

3. Capítulo 2. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002. 4. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson. 5ª Edición,

2003. Traducido del material de soporte en los Cds del “Test Bank. Manual Instructor”





EJERCICIOS 1. Respecto del modelo de Rutherford, señala cuáles de las siguientes afirmaciones

son verdaderas.

a) El modelo es físicamente estable. b) Su modelo mejoró notablemente el de Planck c) Su modelo fue mejorado por el modelo de Bohr. d) No podía explicar el espectro del hidrógeno. e) El modelo es físicamente inestable ya que los electrones deberían colapsar con

el núcleo atómico.

2. Respecto del modelo de Bohr, señala cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas:

a) El modelo de Bohr se basa en la idea de Planck de la cuantización. b) Las órbitas estacionarias son circulares. c) El modelo no es capaz de explicar el espectro del átomo de hidrógeno. d) El electrón se mueve alrededor del núcleo en órbitas estacionarias. e) Las órbitas estacionarias son elípticas.

3. Respecto del modelo de Bohr, señala cuáles de las siguientes afirmaciones son

verdaderas:

a) El modelo implica la participación del número cuántico principal. b) El electrón intercambia energía sólo al pasar de una órbita a otra. c) El electrón intercambia energía sólo al pasar de una órbita a otra. d) El electrón puede intercambiar cualquier cantidad de energía. e) El radio orbital esta cuantizado.

4. Respecto al efecto fotoeléctrico, señala cuáles de las siguientes afirmaciones son

verdaderas:

a) La frecuencia límite depende de la intensidad de la radiación b) La frecuencia límite no depende de la intensidad de la radiación. c) Todas las frecuencias permiten arrancar electrones. d) Sólo a partir de una cierta frecuencia se pueden arrancar electrones. e) Sólo hasta una cierta frecuencia se pueden arrancar electrones.

5. Respecto del espectro de emisión del átomo de hidrógeno:

a) El espectro no está cuantizado b) En la fórmula de Balmer el número de ondas es proporcional a los inversos de

los cuadrados de los números cuánticos c) En la fórmula de Balmer el número de ondas es proporcional a los inversos de

los números cuánticos. d) El espectro está cuantizado e) En la fórmula de Balmer el número de ondas es proporcional a los números

cuánticos enteros.



6. ¿Cuál es la energía en kJ ·mol−1 de una radiación de 250 nm?

a) 40 b) 250 c) 400 d) 429 e) 479

7. ¿Cuál es la energía por cada fotón (J) para la luz de frecuencia 4,2 x1014 Hz?

a) 2,5 x·10−19 b) 2,5 x·10−18 c) 3,4 x·10−19 d) 4,1 x·10−19 e) 2,8 x·10−19

8. Una de las líneas del espectro del hidrógeno se encuentra a 434 nm. ¿Cuál es la

frecuencia (Hz) de la radiación que la origina?

a) 4,34 x·10−7 b) 6,91 x·10−7 c) 2,3 x·1014 d) 4,34 x·1014 e) 6,91 x·1014

9. ¿Cuál de las siguientes medidas representa la longitud de onda menor?

a) 6,3 x·10−3Å b) 3,5 x·10−6 m c) 735 nm







10. La longitud de onda de las ondas de radio de una emisora de FM es 3,10 m. ¿Cuál es la frecuencia (Hz) utilizada por la emisora?

a) 9,32 x·107 b) 9,86 x·107 c) 9,81 x·107 d) 9,81 x·108 e) 9,68 x·107

11. ¿Cuál es la frecuencia (Hz) de la línea del espectro de hidrógeno que corresponde a

la transición de n=6 a n=2?

a) 6,17 x·1014 b) 8,231 x·1015 c) 7,31 x·1014 d) 5,2 x·1013 e) 2,47 ·1015

12. ¿Cuál es la energía (J) asociada con el decaimiento de un electrón desde el nivel

n=2 a n=1?

a) 2,18 x·10−18 b) 2,18 x·10−19 c) 1,64 x·10−18 d) 1,08 x·10−18 e) 1,08 ·10−19

13. ¿Para un átomo de hidrógeno, cuál de las siguientes transiciones electrónicas

requiere absorber una energía más alta para producirse?

a) de n=4 a n=7 b) de n=6 a n=7 c) de n=4 a n=6 d) de n=3 a n=6 e) de n=2 a n=3







14. ¿Para un átomo de hidrógeno, cuál de las siguientes transiciones electrónicas requiere absorber una energía más baja para producirse?

a) de n=2 a n=4 b) de n=2 a n=6 c) de n=3 a n=6 d) de n=2 a n=3 e) de n=5 a n=6

15. Sobre la ecuación de Schrödinger:

a) Las soluciones de la ecuación de Schrödinger representan lo que denominamos números cuánticos.

b) Las soluciones de la ecuación de onda no son separables en parte angular y radial.

c) La ecuación de Schrödinger tiene infinitas soluciones y eso quiere decir que el átomo de hidrógeno tiene un número infinito de orbitales.

d) Los orbitales atómicos tienen una medida finita (por ejemplo una esfera en el caso del orbital 1s)

16. Sobre las posibles combinaciones de los números cuánticos, indica cuáles son

ciertas:

a) El orbital 3s tiene los números cuánticos n = 3, ` = 0, ml = 1. b) El orbital 2s tiene los números cuánticos n = 2, ` = 0 y ml = 0. c) La combinación de números cuánticos n = 4, ` = 3 y m` = −3 no es posible. d) La combinación de números cuánticos n = 7, ` = 7 y ml = 7 es posible. e) La combinación de números cuánticos n = 3, ` = −1 y ml = 0 no es posible.

17. Indica razonadamente cuáles de las siguientes combinaciones de números cuánticos son correctas y el nombre de los orbitales que, en su caso, representan:

a) (4,4,-1, ½) b) (3,2,1, ½) c) (3,-2,1,- ½) d) (2,1,-1,- ½)

18. ¿Cuál es la energía (J) asociada con transición de un electrón desde el nivel n=6 a

n=2 para el catión He+?

a) 4,84 x·10−19 b) 9,68 x·10−19 c) 2,18 x·10−18 d) 1,63 x·10−18 e) 1,94 x·10−18





19. a) Indica razonadamente los números cuánticos para los electrones p del cloro Z=17) en su estado fundamental.

b) En el apartado anterior, indica razonadamente los números cuánticos que corresponden a los electrones desapareados que haya.

c) Indica razonadamente, de acuerdo con los apartados anteriores los números cuánticos del último electrón que completa la configuración electrónica del ion cloruro en su estado fundamental.

20. Escribe la estructura electrónica de los elementos con número atómico 11, 35 y 54;

contesta las siguientes cuestiones justificando cada una de las respuestas:

a) ¿A qué grupo del sistema periódico pertenece cada elemento? b) ¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes? c) ¿Cuáles son metales y cuáles no metales?

21. La configuración electrónica 1s22s22p63s23p6 corresponde a un ion doblemente

positivo Y+2.

a) ¿Cuál es el número atómico de Y? b) ¿A qué período pertenece este elemento? c) ¿Cuántos electrones de valencia posee el elemento Y?

22. Dados los elementos siguientes: A(Z = 4), B(Z = 13), C( Z = 30) Razona la validez de las afirmaciones siguientes:

a) Pertenecen al mismo período. b) Pertenecen al mismo grupo. c) C pertenece al 4º período.

23. Teniendo en cuenta los elementos A (Z = 7), B (Z = 13) y C (Z = 15). Contesta

razonadamente: a) ¿Cuáles pertenecen al mismo período? b) ¿Cuáles pertenecen al mismo grupo? c) ¿Cuál es el orden decreciente de radio atómico?

23. Sólo una de las siguientes configuraciones electrónicas es correcta:

a) Zr, Z=24; 1s22s22p63s23p64s23d4 b) Cu, Z=29; 1s22s22p63s23p64s23d9 c) Sc, Z=21: 1s22s22p63s23p64s24p1 d) La, Z=57; [Xe]6s25d1 e) Ce, Z=58; [Xe]6s25d2



25. Sobre la estructura [Ne]3s1 se dan cinco conceptos que luego se agrupan de dos en dos; sólo una de estas parejas es correcta.

1) Es un elemento representativo. 2) Pertenece a la familia de los alcalinotérreos. 3) Es un elemento que tiene valencia 2. 4) Pertenece al grupo del Cu, Ag, Au. 5) Pertenece al grupo de los alcalinos.

a) 1 y 2 son correctas b) 1 y 4 son correctas c) 2 y 3 son correctas d) 2 y 5 son correctas e) 1 y 5 son correctas

26. Para cada una de las siguientes transiciones en el átomo de hidrógeno, calcule la energía, λ y ν de la radiación asociada y determine si la radiación se emite o se absorbe durante la transición:

a) e n=5 a n=1 b) e n=6 a n=2 c) e n=4 a n=5.

27. Utilizando diagrama de orbitales, determine el número de electrones no apareados

que hay en cada uno de los átomos siguientes:

a) Ge b) In c) Ni d) Kr e) Br

DATOS IMPORTANTES: h = 6,63.10-34 Jxs; c = 3,00x108 m/s; 1 nm = 1,10-9 m;

Rh=2,18.10-18J; 1 eV = 1´6.10-19 J




GUIA Nº4

ESTEQUIOMETRÍA

Temas a revisar:

1. Ecuaciones químicas: Escritura y balanceo de ecuaciones

2. Pesos atómicos y moleculares. Escala de masas atómicas

3. Concepto de mol y número de Avogadro

4. Masas molares. Fórmulas moleculares y empíricas

5. Cálculos con fórmulas químicas y ecuaciones

6. Reactivo limitante, rendimiento de una reacción.


BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 3. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002. 2. Capítulos 2, 3 y 4. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel.






EJERCICIOS 1. Determine las masas molares de estos compuestos:

a) KBr b) Na2SO4 c) Pb(NO3)2 d) C2H5OH e) HC2H3O2 f) Fe3O4 g) C12H22O11 h) Al2(SO4)3 i) Mn2O3 j) Mg3N2 k) C3H5(NO3)3 l) Cu(NO3)2 m) Al2(SO4)3

2. Si Ud. dispone de 0.330 moles de cada uno de los elementos siguientes: Be, B, Br,

Ba, y Bi. ¿Qué muestra tiene la masa más grande?

a) Be b) B c) Br d) Ba e) Bi

3. Si Ud. tiene 4,15 g de cada uno de los elementos siguientes: Ca, Cu, Ce, Cs, Cf.

¿Qué muestra contiene el número más grande de átomos?

a) Ca b) Cu c) Ce d) Cs e) Cf





4. El número de moles en 0,41 g de titanio es:

a) 9,1 × 10-4 mol b) 8,6 × 10-3 mol c) 0,051 mol d) 2,0 × 101 mol e) 1,2 × 102 mol

5. Calcule el número de moles en 39 g de Si.

a) 9,1 × 10-4 mol b) 0,72 mol c) 1,4 mol d) 11 mol e) 1,1 x 103 mol

6. ¿Cuál es la masa de 5,1 mol de P?

a) 6,3 × 10-3 g b) 1,6 × 10-1 g c) 6,1 g d) 1,6 × 102 g e) 2.0 × 102 g

7. ¿Cuál es la masa de 0,25 mol de Zn?

a) 3,8 × 10-3 g b) 0,061 g c) 7,3 g d) 16 g e) 2,6 × 102 g







8. Una muestra de 3,6 g del litio contiene ________ átomos de litio

a) 5,2 × 10-1 b) 1,7 x 1023 c) 3,1 x 1023 d) 1,2 x 1024 e) 1.,5 x 1025

9. La masa molar del carbón es 12,01 g/mol. Cuál es la masa 1,0 × 109 átomos de

carbón?

a) 1,4 x 10-16 g b) 2,0 x 10-14 g c) 1,2 x 10-8 g d 8,3 x 107 g e) 7,2 x 1015 g

10. Ciertas monedas pesan 2,46 g y contienen 97% de Zn y 3,0% de Cu. ¿Cuántas moles

de cobre contienen?

a) 0,0012 mol b) 0,014 mol c) 0,038 mol d) 0,040 mol e) 25 mol

11. ¿Qué masa de He contiene la misma cantidad de átomos que hay en 5,0 g de Kr?

a) 0,24 g b) 0,80 g c) 1,2 g d) 5,0 g e) 1,0 × 102 g







12. La densidad del litio es 0,546 g/cm3. Qué volumen ocupan 1,96 x 1023 átomos del

litio?

a) 0,0859 cm3 b) 0,596 cm3 c) 4,14 cm3 d) 5,63 cm3 e) 39,0 cm3

13. La densidad del hierro es 7,87 g/cm3. Calcule el número de los átomos del hierro

presentes en un cubo que tenga un borde de 3,00 centímetros.

a) 1,75 x 1021 átomos b) 3,69 x 1022 átomos c) 1,75 x 1023 átomos d) 2,29 x 1024 átomos e) 1,28 x 1026 átomos

14. ¿Cuál es la masa molar del yoduro del cobalto (II) hexahidratado, CoI2*6H2O?

a) 212,8 g/mol b) 293,9 g/mol c) 312,7 g/mol d) 420,8 g/mol e) 465,1 g/mol

15 ¿Cuántas moles hay en 35,7 g de sulfato de cobre (II) anhidro?

a) 0,160 mol b) 0,224 mol c) 0,762 mo d) 4,47 mol e) 5,70 × 103 mol







16. ¿Cuántos gramos hay en 0,50 mol de sulfuro del hierro (II)?

a) 0,057 g b) 8,2 g c) 18 g d) 44,0 g e) 1,8 × 102 g

17. Si 1,00 g de un compuesto molecular desconocido contiene 4,55 × 1021 moléculas,

¿cuál es su masa molar?

a) 44,0 g/mol b) 66,4 g/mol c) 72,1 g/mol d) 98,1 g/mol e) 132 g/mol

18. ¿Cuáles de las cantidades siguientes de compuestos contienen el número total más

grande de átomos?

a) 1,0 mol de H3PO4 b) 2,0 moles de H2SO3 c) 3,0 moles de HClO4 d) 4,0 moles de H2S e) 5,0 moles de HBr

19. El cianuro de hidrógeno, HCN, es un líquido incoloro, volátil, con el olor de ciertos

huesos de frutas (por ejemplo los huesos del durazno y cereza). El compuesto es sumamente venenoso. ¿Cuántas moléculas hay en 56 mg de HCN, la dosis tóxica promedio?.







20. ¿Cuántos gramos de metano, CH4 hay en 1,20 x 10-4 moléculas? 21. ¿Cuántos moles de sulfuro de sodio, Na2S corresponden a 2,709 x 1024 moléculas de

Na2S y a cuántos moles de sodio? 22. ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 1 g de O2, O3 y de O?.

23. La fórmula molecular de la clorofila es C55H72MgN4O5. Calcular su composición porcentual.







24. Determinar la composición porcentual de las siguientes gemas:

a) esmeralda: Be3Al2Si6O18 b) turquesa: Al2(OH)3PO4 . H2O

24. La hemoglobina, una proteína que se encuentra en los eritrocitos transporta el O2

de los pulmones hasta las células de los tejidos. El hierro (como ión Fe2+) es el 0,33% de la masa de la hemoglobina. Si la masa molar de la hemoglobina es 6,8 x 104 g/mol. ¿Cuántos mol de iones Fe2+ hay en un mol de la molécula?

26. Determinar la fórmula empírica de los minerales que tienen la siguiente composición:

a) Na 12,1%; Al 14,19%; Si 22,14%; O 42,09%; H2O 9,48%. b) ZnSO4 56,14%; H2O 43,86%






27. Determinar el poder fertilizante (contenido en N) de:

a) Sulfato de amonio (NH4)2SO4

b) Urea CO(NH2)2

28. Determinar la composición porcentual de:

a) Cromato de plata Ag2CrO4 b) Pirfosfato cálcico Ca2P2O7 c) Acido acetil salicílico (Aspirina) C9H8O4 d) Sacarina C7H5NO3S

29. Una muestra de 1,367 g de un compuesto orgánico se quemó en corriente de aire y dio 3,002 g de CO2 y 1,640 g de H2O. Si el compuesto sólo contenía C,H y O:

a) ¿Cuál es su fórmula empírica?. b) Si su masa molar determinada experimentalmente es 60 g/mol. ¿Cuál es su

fórmula molecular?.






30. El análisis de una muestra de ácido ascórbico (vitamina C) cuya masa es 1,274 g dió la siguiente composición: C 0,521 g; H 0,058 g y el resto es oxígeno. Determinar la fórmula molecular de la vitamina C si se conoce que su masa molar es de 176g/mol.

31. Una muestra de 7,61 g de ácido p-aminobenzoico (compuesto utilizado en los cosméticos con filtros solares) se quemó en corriente de oxígeno y se obtuvo 17,1 g de CO2, 3,50 g de H2O y 0,777 g de N2. El compuesto contiene carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno.

a) ¿Cuántos moles de átomos de carbono, hidrógeno y nitrógeno contenía la

muestra? b) ¿Qué masa de C, H y N contenía la muestra? c) Basado en la masa de la muestra original, ¿qué masa de oxígeno contenía la

muestra?. d) ¿Cuál es la fórmula empírica del ácido p-aminobenzoico?

32. La fórmula de cierto contaminante incluye C, H, O y N. Los porcentajes en masa de

cada elemento son: C, 19,8%; H, 2,5% y N, 11,6%. Proponga la fórmula empírica de la sustancia.






33. Un condimento artificial, cuya masa molecular es aproximadamente 170 g/mol tiene los porcentajes en masa siguientes: Na: 13,60%; O: 37,84%; H: 4,76%; N: 8,29% y el resto es carbono. Proponga la fórmula empírica del condimento.

34. Una muestra de 0,25 g de un compuesto orgánico que contiene C, H, O y N se

quemó, obteniéndose 0,6151g de CO2, 0,1628 g de H2O y 0,0378 g de NO2. ¿Cuál es la fórmula mínima del compuesto?

35. Una muestra de 21,4214 g de un compuesto formado por C, H, O y N (18,5022% en

masa de nitrógeno) se quemó con un exceso de aire produciendo 12,4564 g de CO2, 4,2665 g de agua y dióxido de nitrógeno. Determine la fórmula empírica del compuesto.

36. El nitrógeno y el oxígeno forman una serie extensa de óxidos con la fórmula general

NxOy. ¿Cuál es el fórmula empírica para un óxido que contenga el nitrógeno 46,68%?

a) N2O b) NO c) NO2 d) N2O3 e) N2O5







37. El fósforo, P, se combina con el cloro, Cl2, para dar un compuesto gaseoso con fórmula PClx. Si usted comienza con 2,097 g de P y aísla 9.298 g de PClx ¿cuál es el valor de x?

a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6

38. Clasifique las siguientes reacciones, Justifique.

a) C (s) + O2 (g) → CO2 (g) b) 2 HgO (s) → 2Hg (s) + O2 (g) c) Mg (s) + H2SO4 (ac) → MgSO4 (ac) + H2 (g) d) [Co(H2O)6] Cl2 + 6 NH3 (g) → [Co(NH3)6 ]Cl2 + 6 H2O e) 3BaCl2(ac) + 2Na3PO4 (ac) → Ba3 (PO4)2 (s) + 6NaCl (ac)

39. La reacción del calcio con cloro elemental da cloruro de calcio. Escriba una

ecuación química equilibrada para esta reacción.

a) Ca + Cl2(g) → CaCl (s) + Cl (g) b) Ca + Cl2(g) → CaCl2(s) c) Ca + 2 Cl 2(g) → CaCl4(s) d) 2 Ca + Cl2(g) → 2 CaCl(s) e) 4 Ca + Cl2(g) → 2 Ca2Cl(s)

40. Equilibrar las siguientes ecuaciones químicas:

a) Fe + _ O2

_ FeO

b) _ Fe + _ O2

_ Fe2O3

c) _ Cu + _ O2

_ Cu2O

d) _ S + _ O2

_ SO2

e) _ Cl2 + _ O2

_ Cl2O5

f) _ Mn + _ O2

_ MnO3

g) _ I2 + _ O2

_ I2O7

h) FeO + _ H2O

_ Fe(OH)2

i) Fe2O3 + _ H2O _ Fe(OH)3




j) Li2O + _ H2O

_ LiOH

k) Cl2O + _ H2O

_ HClO

l) Cl2O3 + _ H2O

_ HClO2

ll) Cl2O5 + _ H2O

_ HClO3

m) Cl2O7 + _ H2O

_ HClO4

n) SO2 + _ H2O

_ H2SO3

o) SO3 + _ H2O

_ H2SO4

p) HClO3 + _ NaOH

_ NaClO3 + _ H2O

q) HNO3 + _ Ca(OH)2

_ Ca(NO3)2 + _ H2O

r) H2CO3 + _ NaOH

_ Na2CO3 + _ H2O

41. En una reacción química, 1,000 g del sulfuro (S8) se combina con 3,963 g de cobre

para dar un compuesto puro. ¿Cuál es la fórmula empírica de este compuesto?

a) Cu2S b) CuS c) CuS2 d) Cu3S2 e) Cu2S3

42. Una muestra de 4,450 g del yoduro hidratado del litio, LiI·xH2O, se seca en un

horno. Cuando la sal anhidra se quita del horno, su masa es 3,170 g. ¿Cuál es el valor de x?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 6





43. La combustión del propano produce el dióxido de carbono y vapor de agua.

C3H8(g) + 5 O2 (g)→ 3 CO2(g) + 4 H2O (g) Todas las afirmaciones siguientes referentes a esta reacción son correctas,

EXCEPTO:

a) tres moléculas de dióxido de carbono se forman por cada molécula de propano consumida.

b) cinco moléculas de oxígeno se consumen por cada molécula de propano consumida.

c) cuatro moles de vapor de agua se forman por cada cinco moles de oxígeno consumidos.

d) la masa combinada de los reactivos consumidos iguala la masa de los productos formados.

e) tres gramos de dióxido de carbono se forman por cada cinco gramos de oxígeno consumidos.

44. Cuando el metanol experimenta la combustión completa, los productos son dióxido

y agua de carbono.

__ CH3OH (l) + __ O2(g) → __ CO2(g) + __ H2O (g) ¿Cuáles son los coeficientes respectivos cuando la ecuación se balancea con los

números enteros más pequeños?

a) 1, 1, 1, 1 b) 1, 2, 1, 2 c) 2, 2, 2, 4 d) 2, 3, 2, 4 e) 2, 4, 6, 4

45. Los productos de la combustión completa de un hidrocarburo son dióxido de

carbono y agua. Escriba una ecuación química equilibrada para la combustión del pentano, C5H12.

a) C5H12(g) + 8 O2(g) → 5 CO2(g) + 6 H2O(g) b) C5H12(g) → 5 C(s) + 6 H2(g) c) C5H12(g) + 9 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(g) d) C5H12(g) + 11 O2(g) → C5O10(g) + 6 H2O(g) e) C5H12(g) + 11 O2(g) → 5 CO2(g) + 12 H2O(g)



46. El aluminio reacciona con oxígeno para producir el óxido de aluminio.

4 Al + 3 O2(g) → 2 Al 2O3(s) Si 5,0 moles de Al reaccionan con el exceso O2, ¿cuántos moles de Al2O3 puede

formarse?

a) 1,0 mol b) 2,0 mol c) 2,5 mol d) 5,0 mol e) 10,0 mol

47. El cobre reacciona con el ácido nítrico para producir nitrato de cobre (II), dióxido

de nitrógeno, y al agua.

Cu + 4 HNO3(aq) → Cu (NO3)2(aq) + NO 22(G) + 2 H2O (�) Si Ud. tiene 0,500 moles de Cu,

a) necesita al menos 0,125 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. b) necesita al menos 0,250 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. c) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 0,500 moles de Cu(NO3)2. d) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 1,00 mol de Cu (NO3)2. e) necesita al menos 2,00 moles de HNO3 para producir 2,00 moles de Cu (NO3)2.

48. El trióxido de di-nitrógeno, un sólido azul, disocia para formar monóxido de

nitrógeno y dióxido de nitrógeno gaseosos. Qué masa de dióxido de nitrógeno se forma a partir de la descomposición de 13,1 g de N2O3?

a) 5,17 g b) 7,93 g c) 6,55 g d) 12,8 g e) 21,6 g






49. La reacción de agua y carbón a altas temperaturas produce una mezcla gaseosa de monóxido carbono e hidrógeno. Esta mezcla se conoce como el gas de síntesis ¿Qué masa de hidrógeno gaseoso se puede formar a partir de la reacción de 51,3 g de carbón con un exceso de agua?

C(s) + H2O (g) → H2(g) + CO(g)

a) 4,31 g b) 8,61 g c) 17,2 g d) 1,20 ×102 g e) 306 g

50. ¿Qué masa de carbón reacciona totalmente con 17,8 gramos de SiO2 según la

ecuación siguiente?

SiO2(s) + 3 C → SiC + 2 CO (g)

a) 1,19 g b) 3.56 g c) 7,12 g d) 10,7 g e) 53,4 g

51. El carbonato de sodio reacciona con el ácido clorhídrico según la reacción (no

balanceada)

Na2CO3(s) + HCl (aq) → NaCl (aq) + CO2(g) + H2O (�) ¿Qué masa de CO2 se produce a partir de la reacción de 2,94 g de Na2CO3 con un

exceso de HCl?

a) 1,22 g b) 2,44 g c) 2,94 g d) 5,88 g e) 7,08 g






52. Bajo ciertas condiciones la reacción de formación de amoníaco a partir de nitrógeno e hidrogeno tiene un rendimiento de 38.2%. Cuántos gramos de NH3 deben reaccionar con un exceso de de oxigeno para producir 17,5 g de NO?

4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)

a) 3,79 g b) 9,93 g c) 26,0 g d) 32,2 g e) 45,8 g

53. ¿Si 0,250 moles de bromo y 0,600 moles de amoníaco reaccionan según la ecuación

abajo, cuál es la cantidad máxima de bromuro del amonio (en moles) producida?

3 Br2 (g) + 8 NH3 (g) → 6 NH4Br + N2(g)


54. ¿Cuántos moles de bromuro de potasio pueden producirse en la reacción de 2.92

moles de potasio con 1.78 moles bromo gaseoso?

2 K(s) + Br2 (g) → 2 KBr(s) a) 1,46 mol b) 1,78 mol c) 2,92 mol d) 3,56 mol e) 5,84 mol






55. Cuántos moles de Fe2O3(s) se puede producir de la reacción de 0,45 mol de Fe con 0,30 mol de O2(g)?


56. El óxido nítrico se fabrica a partir de la oxidación del amoníaco. Cuántos moles de

óxido nítrico pueden obtenerse de la reacción de 3,80 mol de NH3 con 5,15 mol de O2?

4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)


57. El trióxido de azufre se obtiene de la reacción del dióxido de azufre y oxigeno.

Cuántos gramos de SO3 pueden producirse de la reacción de 3,00 g SO2 con 2,02 g de O2?

2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)

a) 2,53 g b) 3,75 g c) 5,02 g d) 5,05 g e) 10,1 g






58. El magnesio reacciona con el yodo gaseoso a altas temperaturas para producir yoduro de magnesio. Qué masa de MgI2 puede ser producida a partir de la reacción de 4,44 g Mg y 13,4 de I2?

a) 2,76 g b) 14,7 g c) 16,0 g d) 17,8 g e) 50,8 g

59. La aspirina es producida por la reacción del ácido salicílico (M = 138,1 g/mol) y

anhídrido acético (M = 102,1 g/mol).

C7H6O3(s) + C4H6O3(l) → C9H8O4(s) + C2H4O2(l) Si usted mezcla 5,00 gramos de cada reactivo, cuántos gramos de aspirina (M =

180,2g/mol) pueden ser obtenidos teóricamente?

a) 2,83 g b) 3,83 g c) 6,52 g d) 8,82 g e) 10,0 g

60. La reacción de g 10,0 H2(g) con 10,0 g de O2 (g) dan 8,43 g de H2O (g). ¿Cuál es el

porcentaje de rendimiento de de esta reacción?

a) 9,43% b) 27,3% c) 42,2% d) 66,8% e) 74,9%






61. La aspirina es producida por la reacción del ácido salicílico (M = 138,1 g/mol) y anhídrido acético (M = 102,1 g/mol).

C7H6O3(s) + C4H6O3 (l) → C9H8O4(s) + C2H4O2 (l)

Si 2,04 g de C9H8O4 (M = 180,2 g/mol) se producen de la reacción de 3,00 g de

C7H6O3 y 5,40 g de C4H6O3 ¿cuál es el porcentaje de rendimiento?

a) 14,2% b) 21,4% c) 24,3% d) 52,1% e) 68,0%

62. El vidrio común se obtiene fundiendo una mezcla molida de arena de cuarzo (SiO2), carbonato de sodio (Na2CO3) y carbonato de calcio (CaCO3) a 1500-1600°C:

Na2CO3

CaCO3

Na2O + CO2 (g)

CaO + CO2 (g)calor

El Na2O y el CaO reaccionan con el SiO2 obteniéndose:

Na2O + CaO + 6SiO2calor Na2O . CaO . 6SiO2

vidrio

Calcular cuántos gramos de SiO2, Na2CO3 y CaCO3 se necesitan para obtener 1 Kg de vidrio.





63. La ecuación para la reacción de obtención de fósforo en un horno eléctrico es:

P4CO +CaSiO 3 +C+SiO 2+Ca3 (PO 4 ) 2

Determinar: a) Los coeficientes estequiométricos de la ecuación planteada b) La masa de fósforo (P4) obtenidos por cada gramo de Ca3(PO4)2 utilizado. c) Los gramos de SiO2 y C que se necesitan por cada mol de Ca3(PO4)2 utilizado.

64. El gas acetileno (C2H2) se prepara por reacción de carburo de calcio (CaC2) con agua (H2O), de acuerdo con la siguiente reacción:

Si 2550 Kg de carburo de calcio se tratan con un exceso de agua se obtienen 867 Kg de acetileno. ¿Cuál será el porcentaje de rendimiento de la reacción?.

CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2





65. En un experimento, un estudiante calienta una mezcla de 5,52 g de cobre en polvo con 10,1 g de azufre en polvo. La reacción que se verifica es:

Cu2S2Cu + S

a) ¿Cuántos gramos de Cu2S se obtienen? b) ¿Cuánto queda sin reaccionar del reactivo que está en exceso?.

66. Una muestra de 10,50 g de una mezcla de carbonato de calcio (CaCO3) y sulfato de calcio se calentó para descomponer el carbonato, de acuerdo a la siguiente ecuación:

CO2+CaOΔCaCO3

El CO2 gaseoso escapó y el CaSO4 no se descompone por el calentamiento. La masa final de la muestra es 7,64 g ¿Qué porcentaje de la mezcla original es CaCO3?





GUIA Nº5

GASES IDEALES

Temas a revisar:

1. Características generales de los gases

2. Presión de gases y el manómetro

3. Leyes de los gases. Ley de Boyle. Ley de Charles. Ley de Avogadro

4. Ecuación de los gases ideales y su relación con las leyes de los gases

5. Peso Molecular y densidad de los gases

6. Mezclas de gases y presiones parciales. Ley de Dalton

7. Estequiométricos simples de reacciones que involucren gases ideales (e.g.,

reactivos limitantes, rendimientos).

Recuerde: justifique sus respuestas

BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 5. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002. 2. Capítulo 10. Química. La Ciencia Central. Brown, Le May, Bursten Pearson.

Prentice Hall. 9ª Edición, 2004. 3. Capítulo 12. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel.




EJERCICIOS

1. Preliminares y conceptos básicos

a) Describa brevemente el concepto de gas ideal: b) Describa la ley de Boyle: c) Describa la ley de Charles: d) Describa la ley de Avogadro: e) Describa la ley de Dalton: f) A partir de la ecuación de estado del gas ideal, deduzca la siguiente relación

entre densidad ( ρ ) de un gas ideal y su masa molecular ( M ):

RTMP

ρ=



Características de los gases: presión y volumen 2. Ordene en forma creciente las siguientes presiones: 623 mm Hg, 133 kPa, 0,155

atm, y 0,500 bar.

a) 0,500 bar < 623 mm Hg < 133 kPa < 0,155 atm b) 0,155 atm < 0.500 bar < 623 mm Hg < 133 kPa c) 0,155 atm < 623 mm Hg < 0,500 bar < 133 kPa d) 623 mm Hg < 0,500 bar < 133 kPa < 0,155 atm e) 133 kPa < 0,155 atm < 0.500 bar < 623 mm Hg

3. Convertir 82,1 kPa a mm Hg. (1 atm = 760 mm Hg = 101,325 kPa)

a) 0,810 mm Hg b) 10,9 mm Hg c) 616 mm Hg d) 2,40 × 103 mm Hg e) 6,32 × 106 mm Hg

4. A 0,984 atmósferas, la altura del mercurio en un barómetro es de 74,8 cm. ¿Si el

mercurio fuera substituido por agua, qué altura de agua (en cm) soportaría esta presión? Las densidades del Hg y de H2O son 13,5 g/cm3 y 1,00 g/cm3, respectivamente.

a) 5,54 cm b) 13,3 cm c) 994 cm d) 1,01 × 103 cm e) 1,84 × 105 cm

Justificación:

Justificación:

Justificación:



5. A temperatura constante, 14,0 L de O2 a 0,882 atm se comprimen hasta 1,75 L. Cuál es la presión final de O2?

a) 0,111 atm b) 0,142 atm c) 7,06 atm d) 21,6 atm e) 27,8 atm

6. ¿Si el volumen de un gas confinado se cuadruplica mientras que su temperatura

permanece constante, qué cambio es el observado?

a) La presión del gas disminuirá a 1/4 de su valor original. b) La presión del gas se cuadruplicará. c) La densidad del gas disminuirá a 1/2 su valor original. d) La velocidad media de las moléculas se cuadruplicará. e) La velocidad media de las moléculas se duplicará.

7. Un cilindro rígido que contiene 3,50 L de H2 a 17 °C y 0,913 atm se cierra

herméticamente. ¿Si el cilindro se calienta a 71 °C, cuál es la presión en el cilindro?


8. Un cilindro firmemente sellado de 5,0 L contiene 781 mm Hg de Ar (g) a 19 °C. Se

calienta el cilindro hasta que se dobla la presión. ¿Cuál es la temperatura del gas?

a) -127 °C b) 38 °C c) 95 °C d) 149 °C e) 311 °C

Justificación:

Justificación:

Justificación:



9. Un globo se llena con He (g) hasta un volumen de 3,22 L a 32 °C. El globo se coloca en nitrógeno líquido hasta que su temperatura alcanza -132 °C. Asumiendo que la presión permanece constante, ¿Cuál será el volumen de este globo enfriado?

a) 0,628 L b) 0,781 L c) 1,24 L d) 1,49 L e) 6,96 L

10. Un cilindro de 0,225 L contiene CH4 a 27 °C y 318 mm Hg. ¿Cuál será la presión del

CH4 si el volumen aumenta hasta 0.500 L y la temperatura aumenta a 95 °C?

a) 117 mm Hg b) 176 mm Hg c) 503 mm Hg d) 508 mm Hg e) 867 mm Hg

11. Se tiene un cilindro de 30,0 L con Helio en una presión de 132 atm y a una

temperatura de 24 °C. Dicho cilindro se utiliza para llenar globos de 3,00 L a 1,07 atm y 29 °C. ¿Cuántos globos se podrán llenar? Asuma que el cilindro puede proporcionar helio hasta que su presión interna alcanza 1,00 atm (es decir, hay 131 atmósferas de He disponible en el cilindro).

a) 1,24 ×103 b) 3,73 × 103 c) 3,64 × 103 d) 4,18 × 103 e) 1,12 × 104

12. La hipótesis de Avogadro indica que volúmenes iguales de gases bajo las mismas

condiciones de temperatura y presión tienen igual ________.

a) densidades b) velocidades de la partícula c) masas molares d) números de partículas e) masas

Justificación:

Justificación:

Justificación:



13. ¿Cuáles de las relaciones afirmaciones son verdades para los gases?

1. El número de moles de un gas es directamente proporcional a su volumen (a presión constante).

2. La presión de un gas es inversamente proporcional a su temperatura en Kelvin (a volumen constante).

3. El volumen de un gas es directamente proporcional a su presión (a temperatura constante).

a) 1 solamente b) 2 solamente c) 3 solamente d) 1 y 2 e) 2 y 3

14. Qué volumen de CO2 a 15 °C y 1.50 atm contiene el mismo número de moléculas

que 0,410L de O2 a 35 °C y 3.00 atmósferas?

a) 0,192 L b) 0,219 L c) 0,767 L d) 0,820 L e) 1,14 L

15. Si un cilindro de 3,44 L de SO2 a 1,65 atm contiene el mismo número de moléculas

que un cilindro de 5,00 L de H2 -7°C y 1,00 atm, cuál es la temperatura (en °C) del SO2?

a) -39 °C b) 29 °C c) 88 °C d) 249 °C e) 575 °C

Ley del gas ideal (R = 0.08206 L·atm·mol-1 ·K-1) 16. Si 3,67 g CO2 (g) se introduce en un cilindro vacio de 2,50 L a 65 °C, cuál será la

presión dentro del cilindro?

a) 0,178 atm b) 0,445 atm c) 0,925 atm d) 40,7 atm e) 496 atm

Justificación:

Justificación:

Justificación:



17. La presión en un recipiente cerrado de 20,0 L es de 0,512 atmósferas a 72 °C. ¿Cuántas moles de gas contienen dicho recipiente?


18. Un cilindro de 50,0 L con Ar (g) tienen una presión de 137 atm a 25 °C. ¿Qué masa

de Ar está dentro del cilindro?

a) 0,143 g b) 4,48 g c) 918 g d) 2,80 × 102 g e) 1,12 × 104 g

19. ¿Qué volumen ocuparán 8,50 g de C2H2 a condiciones normales de temperatura y

presión?

a) 0,670 L b) 7,31 L c) 7,98 L d) 68,7 L e) 191 L

20. ¿Cuáles de los gases siguientes tendrá la mayor densidad a 25 °C y 5,0 atmósferas?

a) CH4 b) O2 c) N2 d) F2 e) CO2

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



21. Calcule la densidad (en g/l) del Kr a 308 K y 527 mm Hg.

a) 2,30 g/L b) 4,78 g/L c) 31,1 g/L d) 1,75 × 103 g/L e) 2,36 × 104 g/L

22. ¿Si la densidad del oxígeno en aire es 0,263 g/L a 25°C, cuál es su presión?


23. ¿A qué temperatura 1,00 atm de Ar (g) tiene la misma densidad que 1,00 atm He

(g) a 273,2 K?

a) 27,4 K b) 117 K c) 367 K d) 2,73 × 103 K e) 4,71 × 103 K

24. Una masa de 1.663 g de un gas desconocido se introduce en un cilindro vacio de

2.00 L. ¿Si la presión en el cilindro es de 0.544 atmósferas a 78°C, cuál de los gases siguientes podría estar en cilindro?

a) N2 b) C2H2 c) NH3 d) HCl e) N2O

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



Leyes de los gases y reacciones químicas

25. A 453 K y 755 mm Hg, qué volumen de N2(g) reaccionará totalmente con 22,2 L de H2(g) para producir NH3(g)?

N2 (g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)

a) 7,40 L b) 14,8 L c) 22,2 L d) 44,4 L e) 66,6 L

26. Qué volumen de O2(g), medido a 91.2 °C y 743 mm Hg , será producido por la

descomposición de 4,88 g KClO3?

2 KClO3(s) → 2 KCl (s) + 3 O2(g)

a) 0,305 L b) 1,22 L c) 1,83 L d) 24,0 L e) 37,4 L

27. Qué volumen de O2 (g), medido a 17,7°C y 0,978 atm reacciona con 15,1 g de

C4H10(g) para producir CO2(g) y H2O(l)?

a) 2,51 L b) 6,34 L c) 23,5 L d) 41,2 L e) 239 L

Justificación:

Justificación:

Justificación:



28. ¿Si 6,46 L de etanol gaseoso se queman en un exceso de oxigeno, cuál es el volumen máximo de dióxido de carbono producido? Asuma que la temperatura de los reactivos y productos es de 425°C y la presión permanece constante a 1,00 atm

CH3CH2OH (g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O (g)

a) 6,46 L b) 3,23 L c) 12,9 L d) 19,4 L e) 32,3 L

29. La síntesis de amoníaco se lleva a cabo según la ecuación equilibrada siguiente:

N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) Si 2,75 L de N2 (g) reaccionan con 7,75 L H2(g), cuál es la producción teórica (en

litros) de NH3(g)? Asuma que los volúmenes de reactivo y de productos están medidos a las mismas temperatura y presión.

a) 2,75 L b) 5,17 L c) 5,50 L d) 10,5 L e) 15,5 L

30. Si 4,00 g de S8 reaccionan con 4,25 L O2 a 39 °C y 1.00 atm, cuál es la masa máxima

de SO3 producido?

S8(s) + 12 O2(g) → 8 SO3(g)

a) 2,83 g b) 8,86 g c) 9,99 g d) 13,3 g e) 19,9 g

Justificación:

Justificación:

Justificación:



31. El ácido clorhídrico reacciona con cinc para producir hidrógeno según la reacción:

2 HCl (aq) + Zn (s) → ZnCl2(aq) + H2(g) ¿Si 750,0 ml de HCl 0,250 M se combinan con 5,98 g de Zn (s), qué volumen de gas

de hidrógeno seco puede ser producido? Asuma que la temperatura y la presión del gas son 25 °C y 742 mm Hg, respectivamente.

a) 1,97 L b) 2,29 L c) 2,35 L d) 4,58 L e) 4,70 L

32. La fórmula empírica de cierto hidrocarburo es CH2. Cuando 0,120 moles de dicho

hidrocarburo se queman por completo en un exceso de oxígeno, se producen 17,7 L de CO2 (g) a 27 °C y 1,00 atm. ¿Cuál es el fórmula molecular del hidrocarburo?

a) C2H2 b) C2H4 c) C3H6 d) C5H10 e) C6H12

33. Un hidrocarburo gaseoso desconocido contiene un 85,63% de C. Si su densidad es

0,426g/L a 0,465 atmósferas y 373 K. ¿Cuál es la fórmula molecular de dicho hidrocarburo?

a) C2H4 b) C3H6 c) C4H8 d) C5H10 e) C6H12

Justificación:

Justificación:

Justificación:



Mezclas de gases ideales y presiones parciales

34. La nitroglicerina (227,1 g/mol) se descompone según la reacción:

4 C3H5N3O9(l) → 6 N2(g) + 12 CO2(g) + 10 H2O (g) + O2(g) Qué volumen total de gases se produce a 65 °C y 744 mm Hg por descomposición

5,00 g de nitroglicerina?

a) 5,95 × 10-3 L b) 0,120 L c) 0,624 d) 4,52 L e) 18,1 L

35. El agua se puede descomponer por electrólisis para producir hidrógeno y oxígeno

gaseosos. ¿Qué masa de agua debe descomponerse para llenar un recipiente de 4,00 L con una mezcla de hidrógeno y de oxígeno a una presión total de 2.63 atmósferas a 298K?

2 H2O (l) → 2 H2(g) + O2(g)

a) 5,17 g b) 6,22g c) 7,75g d) 11,6g e) 27,9g

36. El monóxido de carbono reacciona con oxígeno para producir dióxido de carbono:

2 CO (g) + O2(g) → 2 CO2(g) En un cilindro de 1,00 L, 2,40 atm de CO reaccionan con 4,50 atm de O2. Si se

asume que la temperatura permanece constante, ¿Cuál será la presión final en el cilindro?


Justificación:

Justificación:

Justificación:



37. Una mezcla de He y O2 se colocan en un cilindro de 4,00 L a 32 ºC. La presión parcial del He es 2,7 atmósferas y la presión parcial del O2 es de 1,4 atmósferas. Cuál es la fracción molar de O2?

a) 0,224 b) 0,341 c) 0,481 d) 0,518 e) 0,659

38. Un cilindro de 1,00 L a 298 K contiene una mezcla de Kr y de N2 a una presión total

de 0,940 atm. ¿Si la fracción molar de Kr es 0,455 cuál es la fracción en masa del Kr?

a) 0,218 b) 0,286 c) 0,455 d) 0,714 e) 0,782

39. El oxido nítrico, NO (g), precursor en la preparación industrial del ácido nítrico,

HNO3, se forma al reaccionar amoniaco, NH3 (g), con oxigeno, O2(g), en presencia de un catalizador, de acuerdo a la siguiente ecuación:

____NH3 (g) + ___O2 (g) → ____NO(g) + ____H2O(g)

Equilibre la ecuación y encuentre cuantos litros de NH3(g) son necesarios para

reaccionar con 1,76 moles de O2 (g) a 5,38 °C y 3,55 atm.

a) Coeficientes 4, 5, 4,6: 9,00 L b) Coeficientes 4, 6, 4,6: 0,11 L c) Coeficientes 4, 7, 4,6: 3,00 L d) Coeficientes 4, 5, 3,6: 20,5 L e) Coeficientes 4, 5, 2,6: 0,11 L

Justificación:

Justificación:



GUIA Nº6

SOLUCIONES ACUOSAS (I)

Temas a revisar:

1. Composición de soluciones.

2. Unidades de concentración de las disoluciones % m/m, % m/v, ppm, M, m.

3. Diluciones.

4. Electrólitos fuertes y débiles: Bases, ácidos y sales.

5. Reacciones en solución: Reacciones de precipitación, Concepto de solubilidad.

6. Reacciones de metátesis. Reacciones ácido-base.


BIBLIOGRAFIA:


Prentice Hall. 9ª Edición, 2004. 3. Capítulo 5. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson.

5ª Edición, 2003. Traducido del material de soporte en los Cds del “Test Bank. Manual Instructor”



EJERCICIOS

Características de compuestos en solución acuosa 1. ¿Cuál de los siguientes compuestos es un no electrolito cuando está disuelto en

agua?

a) CH3CH2OH b) ZnBr2 c) LiCl d) Ca(NO3)2 e) KOH

2. ¿Cuál de los siguientes compuestos es un electrólito débil cuando está disuelto en

agua?

a) hidróxido del sodio (NaOH) b) acetato del sodio (NaCH3CO2) c) ácido acético (CH3CO2H) d) glucosa (C6H12O6) e) cloruro de calcio (CaCl2)

3. ¿Si 0,10 moles de cada uno de los compuestos siguientes se disuelven en agua hasta

completar un volumen de 1,0 L de solución,¿cuál tendrá la concentración más alta de iones disueltos?

a) HF b) NaOH c) MgSO4 d) Al (NO3)3 e) CaI2

Justificación:

Justificación:

Justificación:



4. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas?

1. Las sales del ion fosfato son insolubles en agua, con la excepción de aquellas formadas con NH4

+ y con cationes de metales alcalinos. 2. Todas las sales del ion nitrato son solubles en agua. 3. La mayoría de las sales del ion amonio son solubles en agua.

a) Solamente 1 b) Solamente 2 c) Solamente 3 d) 1 y 2 e) 1, 2, y 3

5. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son correctas?

1. Todas las sales del ion carbonato son solubles en agua. 2. La mayoría de las sales del ion cloruro son solubles en agua. 3. Todas las sales del ion hidróxido son solubles en agua.

a) 1 solamente b) 2 solamente c) 3 solamente d) 1 y 2 e) 1, 2, y 3

6. Cuáles de los compuestos siguientes serán solubles en agua: LiOH, Mg(OH)2,

Cu(OH)2, y Fe(OH)3?

a) Solamente LiOH b) LiOH y Mg(OH)2 c) Cu(OH)2 y Fe(OH)3 d) Mg(OH)2 y Cu(OH)2 e) LiOH, Mg(OH)2, y Fe(OH)3

7. Cuáles de los compuestos siguientes serán solubles en agua: KNO3, Ca3(PO4)2, CuCl2,

y Fe2S3?

a) KNO3 y Ca3(PO4)2 b) KNO3 y CuCl2 c) Ca3(PO4)2 y Fe2S3 d) CuCl2 y Fe2S3 e) KNO3, Ca3(PO4)2, y Fe2S3

Justificación:

Justificación:



Reacciones de la precipitación 8. Un precipitado se formará cuando AgNO3 acuoso se agrega a una solución acuosa

de ________.

a) KNO3 b) Cu (NO3)2 c) KI d) Ca(ClO4)2 e) NaNO3

9. Un sólido blanco desconocido podría ser NaI o NaNO3. Si prepara una disolución

acuosa de dicha sustancia, cual reactivo permitirá que usted distinga entre los dos compuestos?

a) NaOH b) HCl c) K3PO4 d) NH4Br e) Pb (NO3)2

10. Un sólido blanco desconocido podría ser ser Pb(NO3)2 o Zn(NO3)2. Si prepara una

disolución acuosa de dicha sustancia, cual reactivo permitirá que usted distinga entre los dos compuestos?

a) KBr b) HNO3 c) CH3CO2H d) NH4ClO4 e) LiNO3

11. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de nitrato de plomo (II) acuoso

con bromuro de sodio acuoso?

a) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaBr(aq) → PbBr2(ac) + 2 NaNO3(s) b) Na+(ac) + NO3

-(ac) → NaNO3(s) c) Pb2+(ac) + 2 Br-(ac) → PbBr2(s) d) Pb2+(ac) + 2 Na+(aq) → PbNa2(s) e) Pb(NO3)2(ac) + 2 NaBr(ac) → PbBr2(s) + 2 NaNO3(ac)

Justificación:

Justificación:

Justificación:



12. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de carbonato de sodio acuoso con

cloruro de hierro (III) acuoso?

a) 3 Na+(ac) + Fe3+(ac) → Na3Fe(s) b) Na+(ac) + Cl-(ac) → NaCl(s) c) 3 Na2CO3(ac) + 2 FeCl3(ac) → 6 NaCl(ac) + Fe2(CO3)3(ac) d) 2 Fe3+(ac) + 3 CO3

2-(ac) → Fe2(CO3)3(s) e) CO3

2-(ac) + Cl-(ac) → CO2(g) + Cl2O(s)

Ácidos y bases. Identificación y propiedades simples 13. ¿Cuál de los compuestos siguientes es un ácido débil?

a) H3PO4 b) HI c) HBr d) HClO4 e) H2SO4

14. ¿Cuál de los compuestos siguientes es una base débil?

a) LiOH b) KCl c) CH3CO2H d) Sr(OH)2 e) NH3

15. Cuáles de las siguientes especies son ácidos fuertes: HNO3, HBr, H3PO4, CH3CO2H, y

HSO4-?

a) HNO3 y HBr b) HNO3 y H3PO4 c) HBr y HSO4

- d) H3PO4, CH3CO2H, y HSO4

- e) HNO3, H3PO4, y HSO4

-

16. Los óxidos metálicos reaccionan con agua para producir ___________.

a) hidrógeno gaseoso b) bases c) oxígeno gaseoso d) ácidos e) metales reducidos

Justificación:

Justificación:

Justificación:



17. El ácido sulfúrico es el producto de la reacción de ________ y H2O.

a) H2S b) SO2 c) SO3

2- d) SO4

2- e) SO3

Reacciones de ácidos y de bases. Clasificación de reacciones en solución acuosa

18. ¿Cuál es la ecuación iónica neta para la reacción de hidróxido de litio acuoso y

ácido nítrico acuoso?

a) H+(ac) + LiOH(ac) → H2O(l) + Li+(ac) b) H+(ac) + OH-(ac) → H2O(�) c) HNO3(ac) + LiOH(ac) → H2O(l) + LiNO3(ac) d) Li+(ac) + NO3

-(ac) → LiNO3(ac) e) LiOH(ac) + H2O(l) → H+(ac) + Li(OH)2(s)

19. ¿Cuáles son los iones espectadores en la reacción entre el ácido perclórico acuoso y

el hidróxido de potasio acuoso?

a) H+, ClO4-, K+, y OH-

b) H+ y OH-

c) K+ y ClO4

d) H+ y ClO4-

e) K+ y OH-

20. Escriba una ecuación iónica neta para la reacción de ácido acético acuoso con

hidróxido de potasio acuoso.

a) CH3CO2H(ac) + KOH(ac) → K+(ac) + CH3CO2-(ac) + H2O(l)

b) CH3CO2H(ac) + KOH(ac) → KCH3CO2(ac) + H2O(l) c) H+(ac) + OH-(ac) → H2O(l) d) CH3CO2H(ac) + OH-(ac) → CH3CO3H2

-(ac) e) CH3CO2H(ac) + OH-(ac) → CH3CO2

-(ac) + H2O(l) 21. Escriba una ecuación equilibrada para la reacción de ácido acético con hidróxido

de potasio.

a) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → KCH3CO2(ac) + H2O (l) b) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → KCH3O (ac) + OH-(ac) + CO2(g) c) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → KCH3(ac) + H2O (l) + CO2(g) d) CH3CO2H (ac) + KOH (ac) → KCH3CO3H (ac)

Justificación:



22. La ecuación química siguiente:

2 Na + 2 H2O (l) → NaOH (ac) + H2(g) es un ejemplo de reacción de __________

a) precipitación b) REDOX c) ácido-base d) REDOX y ácido-base

23. Escriba una ecuación equilibrada para la reacción de soluciones acuosas de

bicarbonato de sodio y de ácido acético.

a) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → NaCH3CO2(ac) + H2O(l) + CO2(g) b) 2 NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → 2 Na2CO3(ac) + CH4(ac) + 2H2O(l) + CO2(g) c) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → H2CO3(s) + NaCH3CO2(ac) d) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → NaOH(ac) + CH3CO2H(ac) + CO2(g) e) NaHCO3(ac) + CH3CO2H(ac) → CH4(ac) + 2 CO2(g) + O2(g) + NaOH(ac)

24. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones químicas es una reacción ácido-base?

a) 2 HCl(ac) + Zn(s) → H2(g) + ZnCl2(ac) b) HCl(ac) + NH3(ac) → NH4Cl(ac) c) HCl(ac) + AgNO3(ac) → AgCl(s) + HNO3(ac) d) Ba(OH)2(ac) + Na2SO4(ac) → BaSO4(s) + 2 NaOH(ac) e) 2 NaOH(ac) + CuCl2(ac) → Cu(OH)2(s) + 2 NaCl(ac)

Concentración de compuestos en solución

25. Defina los siguientes términos de concentración y especifique sus unidades:

porcentaje en masa, molaridad, molalidad, fracción molar, %m/m, %m/V, %V/V y partes por millón (ppm).

Respuesta:



26. Para preparar 1,000 kilogramos de KCl (ac) al 5,5% en masa, uno puede disolver

a) 994,5 g de KCl en 5,5 g de agua. b) 5,5 g de KCl en 994,5 g de agua. c) 5,5 g de KCl en 1000,0 g de agua. d) 55 g de KCl en 945 g de agua. e) 55,0 g de KCl en 1000,0 g de agua.

27. ¿Cuál es la molalidad de ácido sulfúrico al 13.82% en masa? La masa molar de H2SO4

es 98.08 g/mol.

a) 0,1409 m b) 1,409 m c) 1,635 m d) 13,55 m e) 15,73 m

28. ¿Cuál es la molalidad de iones Cl- en una solución al 5,11% en masa de CaCl2 (ac)?

La masa molar del cloruro de calcio es 110,98 g/mol.

a) 0,0921 m b) 0,485 m c) 0,921 m d) 0,970 m e) 1,46 m

29. ¿Cuál es la fracción molar de Fe(NO3)3(ac) 1.98 m ? La masa molar de Fe(NO3)3 es

241,9 g/mol y la masa molar del agua es 18,02 g/mol.

a) 0,0345 b) 0,0641 c) 0,324 d) 0,479 e) 0,863

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



30. ¿Cuál es la fracción molar de MgCl2 en una solución que es 11,04% en masa de

MgCl2(ac) ? La masa molar de MgCl2 es 95,21 g/mol.

a) 0,02295 b) 0,02349 c) 0,1104 d) 0,1160 e) 1,303

31. Cuál es el porcentaje en peso de amoníaco en NH3 (ac) 3,33 m ?

a) 0,332% b) 5,37% c) 5,67% d) 6,01% e) 56,7%

32. El porcentaje en peso de H2SO4 concentrado es 96,0% y su densidad es 1,84 g/mL.

¿Cuál es el molaridad de H2SO4 concentrado?

a) 9,79 M b) 12,0 M c) 18,0 M d) 53,2 M e) 245 M

33. El ácido fluorhídrico concentrado es 28,9 M y tiene una densidad de 1,18 g/ml.

¿Cuál es el porcentaje en peso de HF concentrado?

a) 24,5% b) 49,0% c) 51,0% d) 68,2% e) 75,5%

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



34. El hidróxido de sodio concentrado es 19,4 M y 50,5% en masa de NaOH. ¿Cuál es la densidad del NaOH concentrado?

a) 0,392 g/mL b) 1,26 g/mL c) 1,54 g/mL d) 2,55 g/mL e) 9,80 g/mL

35. Una solución se prepara mezclando 66,7 g de H2O con 33,3 g de HOCH2CH2OH

(etilenglicol). ¿Cuál es la concentración del etilenglicol en unidades de molalidad? Las masas molares agua y etilenglicol son 18,02 g/mol y 62,07 g/mol, respectivamente.

a) 0,127 m b) 0,333 m c) 4,99 m d) 5,36 m e) 8,04 m

36. ¿Si la concentración de cloruro de potasio en agua es 113 ppm, ¿cuál es la

molaridad del cloruro de potasio en agua? La masa molar del KCl es 74,55 g/mol. Asuma que la densidad de la solución es 1,00 g/mL.

a) 1,52 x 10-9 M b) 1,19 x 10-4 M c) 1,52 x 10-3 M d) 8,42 x 10-3 M e) 0,660 M

37. Un depósito cilíndrico de agua tiene un radio de 75 m y una profundidad de 16 m.

¿Qué masa de ión fluoruro está presente en el depósito si su concentración es 2,3 ppm (Volumen = πr2h; asuma que la densidad de la solución es 1,00 g/mL)

a) 1,52 × 10-9 M b) 1,19 ×10-4 M c) 1,52 × 10-3 M d) 8,42 × 10-3 M e) 0,660 M

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



38. Qué masa de Cu (NO3)2 debe ser agregada a 1,00 kilogramo de H2O para preparar una solución que contenga 97 ppm de Cu2+ (ac)?

a) 3,3 × 10-4 g b) 5,2 × 10-4 g c) 9,7 × 10-3 g d) 0,033 g e) 0,29 g

39. ¿Cuáles de las conversiones siguientes de concentración requieren un conocimiento

de la densidad de la solución?

a) ppm a porcentaje en masa b) molaridad a fracción molar c) molalidad a ppm d) porcentaje en peso a fracción molar e) fracción molar a ppb

40. ¿Cuántos litros de KCl 0,1107 M (ac) contienen 15,00 g de KCl?

a) 0,02227 L b) 0,5502 L c) 1,661 L d) 1,818 L e) 123,8 L

41. Si 5,15 g de FeCl3 se disuelven en suficiente agua para hacer exactamente 150,0mL

de una solución, cuál será la concentración molar del ion cloruro?

a) 0,103 M b) 0,212 M c) 0,578 M d) 0,635 M e) 16,7 M

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



GUIA Nº7

SOLUCIONES ACUOSAS (II)

Temas a revisar:

1. Utilice las unidades de concentración en problemas estequiométricos simples de

reacciones que ocurren en solución acuosa.

2. Propiedades Coligativas: Descenso del punto de Congelación, Descenso de la

presión de vapor. Aumento del punto de ebullición, Presión Osmótica: Soluciones

isotónicas e hipotónicas.


BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 4. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002.

2. Capítulo 4. Química. La Ciencia Central. Brown, Le May, Bursten Pearson. Prentice Hall. 9ª Edición, 2004.

3. Capítulo 5. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel. Thomson.




EJERCICIOS

Estequiometría de reacciones en solución acuosa 1. Una muestra de 25,00 ml de NaOH se titula con 17,13 mL de HCl 0,3150 M. ¿Cuál es

la concentración de la solución de NaOH?

a) 0,001360 M b) 0,1233 M c) 0,2158 M d) 0,4597 M e) 0,7356 M

2. Si 0,3000 g de ceniza impura de soda (Na2CO3) se titula con 17,66 mL de HCl 0,1187

M, ¿cuál es el porcentaje de pureza de dicha ceniza de soda?

Na2CO3 (ac) + 2 HCl (ac) → NaCl (ac) + H2O (l) + CO2(g)

a) 11,11% b) 22,22% c) 57,91% d) 37,03% e) 74,06%

3. ¿Qué volumen de NaCl 0,300 M se requiere para precipitar todo el ion Pb2+ presente

en 25,0 ml de Pb(NO3)2 0,440 M?

Pb(NO3)2(ac) + 2 NaCl (ac) → PbCl2(s) + 2 NaNO3(ac)

a) 17,0 mL b) 36,7 mL c) 73,3 mL d) 84,4 mL e) 147 mL

Justificación:

Justificación:

Justificación:



4. Si usted mezcla 35,0 mL de AgNO3 0,100 M con 45.0 mL de NaBr 0,0800 M, qué masa de AgBr se produce?

a) 0,537 g b) 0,657 g c) 0,676 g d) 0,818 g

5. El jugo gástrico humano contiene ácido clorhídrico (HCI). Cuando una muestra de

26,2 g de jugo gástrico se diluye con agua hasta un volumen final de solución de 200 mL, se obtiene una solución 5,28x10-3 M en HCI. Calcular el % m/m de HCI en el jugo gástrico.

a) 0,147% m/m b) 14,700% m/m c) 99,853% m/m d) 1,470% m/m

6. Una muestra de 25,00 mL de ácido sulfúrico, H2SO4, requiere 42,13 mL de NaOH

0,1533 M para la titulación en el punto de equivalencia. ¿Cuál es la concentración del ácido sulfúrico?

H2SO4(ac) + 2 NaOH → Na2SO4(ac) + 2 H2O (l)

a) 0,04558 M b) 0,1292 M c) 0,2583 M d) 0,5167 M

Propiedades coligativas

7. ¿Cuántos mL de solución de H2SO4 al 80% m/m y d=1,74 g/mL se necesitan para que

reaccionen completamente 50 g de zinc?

Zn(s) + H2SO4(ac) → ZnSO4(ac) + H2(g)

Justificación:

Justificación:

Justificación:



8. Al neutralizarse una muestra de 10 ml de HCl con una solución de NaOH de 0,2M, se

gastaron exactamente 17 mL de la solución básica. Determine la concentración molar de la solución ácida.

HCl(ac) + NaOH(ac) → NaCl(ac) + H2O(l)

9. Se quiere determinar la pureza en carbonato cálcico de un mineral de caliza, para

lo cual 5 g de mineral se disuelven en 325 mL de una disolución de HCl 0,2 M, quedando exceso de ácido. El ácido sobrante se valora con NaOH 0,05 M , del que se gastan 75 mL. Señale cuál es la riqueza en carbonato cálcico del mineral.

CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O

Propiedades coligativas 10. Idealmente, las propiedades coligativas dependen solamente de:

a) concentración de las partículas del soluto en una solución. b) identidad de las partículas del soluto en una solución. c) color de una solución. d) los radios hidratados de las moléculas o de los iones disueltos en una solución. e) presión parcial de los gases sobre la superficie de una solución.

Justificación:

Justificación:



11. ¿Cuál es la presión parcial de equilibrio del vapor de agua sobre una mezcla de 24,0 g de H2O y 48,0 g de CH3CH2OH en 25 °C? La presión parcial del agua pura a 25,0 °C es 23,8 mmHg. Asuma comportamiento ideal para la solución.

a) 0,561 mm Hg b) 7, 93 mm Hg c) 10,4 mm Hg d) 11,9 mm Hg e) 13,4 mm Hg

12. La presión de vapor de agua pura a 45°C es 71,9 mmHg. Cuál es la presión de vapor

de una mezcla de 21,0 g de sucrosa (C12H22O11, masa molar 342,3 g/mol) y 79,0 g de agua?

a) 0,992 mm Hg b) 15,1 mm Hg c) 19,1 mm Hg d) 55,8 mm Hg e) 70,9 mm Hg

13. Qué masa de etilenglicol, cuando se mezcla con 90,5 g H2O, reducirá la presión de

vapor de equilibrio de H2O desde 1,00 atm a 0,500 atm a 100 °C. Las masas molares de agua y etilenglicol son 18,02 g/mol y 62,07 g/mol, respectivamente. Asuma comportamiento ideal para la solución.

a) 90,5 g b) 156 g c) 181 g d) 263 g e) 312 g

14. ¿Cuál de las soluciones acuosas siguientes debe tener el punto de congelación más

bajo?

a) H2O pura b) NaBr 1 m c) Ca (NO3)2 1 m d) NH3 1 m e) C6H12O6 1 m

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



15. ¿Cuál de las soluciones acuosas siguientes debe tener el punto de ebullición más bajo?

a) KCl 0,50 m b) Na2SO4 0,50 m c) CaBr2 0,50 m d) KI 1,5 m e) C6H12O6 2,0 m

16. La constante de disminución del punto de congelación para el agua es – 1,86 °C/m.

A qué temperatura comienza a congelarse una solución que contiene 7,99 g de BaCl2 y 52,0 g de H2O? Asuma que no existe apareamiento iónico entre el Ba2+ y Cl-.

a) -4,12 °C b) -2,75 °C c) -1,37 °C d) -0,857 °C e) -0,248 °C

17. ¿Cuál es el punto de congelación de una solución que contiene 4,78 gramos de

naftalina (masa molar = 128,2 g/mol) disuelta en 32,0 gramos de p-dicloro-benceno? El punto de congelación del p-dicloro-benceno puro es 53,0°C y la constante de disminución del punto de congelación, Kf, es -7,10 °C/m.

a) -1,63 °C b) 44,7 °C c) 46,9 °C d) 51,9 °C e) 52,1 °C

18. ¿Cuál es la masa molar de un compuesto molecular no polar si 5,52 gramos disueltos en 36,0 gramos de benceno comienzan a congelar a – 1,87 °C? El punto de congelación del benceno puro es de 5,50 °C y la constante de crisocópica, Kf, es – 5,12 °C/m.

a) 46,1 g/mol b) 107 g/mol c) 216 g/mol d) 221 g/mol e) 419 g/mol

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



19. ¿Cuál es el punto de ebullición de una solución que contiene 2,33 g de cafeína, C8H10N4O2, disuelta en 15,0 g de benceno? El punto de ebullición de benceno puro es 80,1°C y su constante ebulloscópica, Keb, es 2,53 °C/m.

a) 2,02 °C b) 78,1 °C c) 80,2 °C d) 82,1 °C e) 83,3 °C

20. ¿Cuál es la masa molar de un compuesto si 6,21 gramos se disuelven en 24,0 gramos

de cloroformo para formar una solución que tiene un punto de ebullición de 68,04°C? El de ebullición de cloroformo puro es 61,70 °C y su constante ebulloscópica, Keb, es 3,63 °C/m.

a) 1,75 g/mol b) 13,8 g/mol c) 148 g/mol d) 452 g/mol e) 573 g/mol

21. ¿Qué unidad de concentración se utiliza en el cálculo de la presión osmótica para

una solución diluida?

a) molalidad b) porcentaje en peso c) fracción total d) fracción molar e) molaridad

22. ¿Cuál de las siguientes es una aplicación de la presión osmótica?

a) salar las carnes para preservación b) mezcla de etilenglicol y agua en anticongelantes c) presurizar bebidas con dióxido de carbono d) salar las vías congeladas e) usar una olla de presión para aumentar el punto en que hierve del agua

Justificación:

Justificación:

Justificación:



23. A 25 °C, cuál es la presión osmótica de 8,65 g de urea (CON2H4) diluida con agua a 1,50 L? (R = 0.08206 L·atm/mol·K)

a) 0,197 atm b) 2,35 atm c) 3,52 atm d) 141 atm e) 212 atm

24. La presión osmótica de la sangre es 7,65 atmósferas a 37 °C. Qué masa de glucosa

(C6H12O6, masa molar = 180,2 g/mol) es necesaria para preparar 5,00 L de solución para inyección intravenosa? La presión osmótica de la solución de glucosa debe igualar la presión osmótica de la sangre. (R = 0,08206 L·atm/mol·K)

a) 1.50 g b) 54.2 g c) 126 g d) 271 g e) 2270 g

25. Una solución se prepara disolviendo 4,78 g de un no electrolito desconocido en

suficiente agua para tener 0,500 L de solución. La presión osmótica de la solución es 1,98 atmósferas a 27 °C. ¿Cuál es la masa molar del soluto? (R = 0,08206 L·atm/mol·K)

a) 24,9 g/mol b) 59,4 g/mol c) 119 g/mol d) 233 g/mol e) 466 g/mol

26. Los líquidos intravenosos deben tener la misma concentración parcial del soluto

total que la sangre. Si dos líquidos tienen la misma concentración de partículas de soluto, se llaman________.

a) isotónicos b) hipertónicos c) hipotónicos d) molares e) molales

Justificación:

Justificación:

Justificación:



GUIA Nº8

EQUILIBRIO QUÍMICO. EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE (I).

Temas a revisar:

1. Naturaleza y las características de los equilibrios químicos.

2. Significado de la constante de equilibrio, K.

3. Como utilizar K en estudios cuantitativos de equilibrios químicos.

4. Hidrólisis de sales.


BIBLIOGRAFIA:

1. Capítulo 14. Química. R. Chang McGraw Hill. 7ª Edición, 2002.

2. Capítulo 14. Química. La Ciencia Central. Brown, Le May, Bursten Pearson. Prentice Hall. 9ª Edición, 2004.

3. Capítulo 16. Química y Reactividad Química. J. C. Kotz, P. M. Treichel.




EJERCICIOS

Constante de equilibrio y cociente de la reacción 1. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son CORRECTAS?

1. Para equilibrios en fase gaseosa, las presiones parciales de reactivos y productos son iguales.

2. Para un sistema químico en el equilibrio, las velocidades de reacción directa e inversa son iguales.

3. Para un sistema químico acuoso en equilibrio, las concentraciones de productos divididas por las concentraciones de los reactivos son iguales


2. ¿Por qué se dice que el equilibrio químico es un equilibrio dinámico?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Defina/Explique claramente los siguientes conceptos:

a) Cociente de reacción: b) Ley de acción de masas: c) Constante de equilibrio: d) Equilibrio homogéneo/heterogéneo:



e) Equilibrio Físico /Equilibrio Químico: f) Principio de Le Chatelier: g) Relación entre KP y KC en equilibrios homogéneos entre gases ideales:

h) Soluciones x1 y x2 a la ecuación cuadrática ax2 + bx +c = 0

4. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son siempre CORRECTAS?

1. Las concentraciones de productos aparecen en el numerador en una expresión de la constante de equilibrio.

2. Una reacción favorece la formación de productos si K >> 1. 3. Las constantes de equilibrio tienen unidades de atmósferas para las reacciones

en fase de gas.


5. Escriba la expresión de Kc para la siguiente reacción:

Cu2+(ac) + 4 NH3(ac) Cu (NH3)42+(ac)



a) 2+

3c 2+

3 4

[Cu ][NH ] = [Cu(NH ) ]

K

b) 2+

3 4c 2+

[Cu(NH ) ] = [Cu ]

K

c) 2+

3 4c 2+

3

[Cu(NH ) ] = [Cu ][NH ]

K ;

d) 2+ 4

3c 2+

3 4

[Cu ][NH ] = [Cu(NH ) ]

K

e) 2+

3 4c 2+ 4

3

[Cu(NH ) ] = [Cu ][NH ]

K

6. Escriba la expresión para K para la siguiente reacción:

Al2S3(s) Al 23+(ac) + 3 S2-(ac) a) 3+ 2 2- 3 = [Al ] [S ]K

b) 3+ 2- = [Al ][S ]K

c) 3+ 2- = [2 Al ][3 S ]K

d) 2 33+ 2 2- 3

[Al S ] = [Al ] [S ]

K

e) 3+ 2 2- 3

2 3

[Al ] [S ] = [Al S ]

K

7. Escriba la expresión para K de la reacción del ion acetato con agua.

CH3CO2-(ac) + H2O (l) CH3CO2H (ac) + OH-(ac)

a) 3 2-

3 2

[CH CO H] = [CH CO ]

K

b) -

3 2-

3 2

[CH CO ] = [CH CO H][OH ]

K

c) -

3 2-

3 2

[CH CO H][OH ] = [CH CO ]

K ;

d) -

3 2-

3 2 2

[CH CO H][OH ] = [CH CO ][H O]

K

e) -

3 2 2-

3 2

[CH CO ][H O] = [CH CO H][OH ]

K

8. Escriba la expresión para Kp de la reacción siguiente:

2 HBr (g) H2(g) + Br2(l)



a) 2 2

2HBr

pBr H

= PKP P

b) 2Hp 2

HBr

= P

KP

c) 2p HBr = K P

d) 2

2HBr

pH

= PKP

e) 2 2H Brp 2

HBr

= P P

KP

9. Escriba la expresión para Kp de la reacción siguiente:

2 Hg2O(s) 4 Hg(s) + O2(g)

a) 2

2

Hg Op

Hg O

= P P

KP

b) 2

2

4Hg O

p 2Hg O

P P =

PK

c) 2

4p Hg O = K P P

d) 2

p 4Hg O

1 = KP P

e) 2p O = K P

10. Escriba una ecuación química equilibrada que corresponda a la siguiente expresión

de constante de equilibrio: 3

2 2

NHp 1/2 3/ 2

N H

= P

KP P

a) 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g) b) N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) c) 2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g) d) NH3(g) 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) e) 2 N2(g) + 6 H2(g) 4 NH3(g)


de constante de equilibrio: 3+ - 3= [Fe ][OH ]K

a) FeOH2+(s) Fe3+(ac) + OH-(ac) b) 3 Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) 3 Fe(OH)3(ac) c) Fe(OH)3(ac) Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) d) Fe(OH)3(s) Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) e) Fe3+(ac) + 3 OH-(ac) 3 Fe(OH)3(s)

Justificación:

Justificación:




de constante de equilibrio: - +

3[F ][H O ] = [HF]

K

a) HF(ac) F-(ac) + H3O+(ac) b) F-(ac) + H3O+(ac) HF(ac) + H2O(l) c) HF(ac) + H2O(l) F-(aq) + H3O+(ac) d) H+(ac) + OH-(ac) H2O(l) e) F-(ac) + H3O+(ac) HF(ac)

13. Para cuál de las reacciones siguientes Kp es igual a Kc?

a) 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) b) 2 O3(g) 3 O2(g) c) 2 Ag2O(s) 4 Ag(s) + O2(g) d) 2 NH3(g) 3 H2(g) + N2(g) e) CO(g) + NO2(g) NO(g) + CO2(g)

14. Cuál es la relación entre Kp y Kc para la reacción siguiente? CS2(g) + 3 Cl2(g) S2Cl2(g) + CCl4(g)

a) pc 2 =

( )K

KRT

b) 2

cp

( ) = RTKK

c) 2c p = ( )K RT K

d)

2

cp

= RTKK

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

e) 2

pc =

KK

RT⎛ ⎞⎜ ⎟⎝ ⎠

15. El tetraoxido de dinitrogeno se descompone para producir dióxido de nitrógeno:

N2O4(g) 2 NO2(g) Calcule el valor de Kp, conociendo que Kc = 5.88 × 10-3 a 273 K.

Justificación:

Justificación:

Justificación:



(R = 0,08206 L·atm/mol·K)

a) 2,62 × 10-4 b) 0,132 c) 7,59 d) 1,70 × 102 e) 3,81 × 10-3

16. La oxidación del dióxido de azufre produce trióxido de azufre:

2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) Calcule el valor de Kc, conociendo que Kp = 2.8 x 102 a 999 K. (R = 0,08206 L·atm/mol·K)

a) 4,4 × 10-5 b) 0,29 c) 3,4 d) 2,3 × 104 e) 6,8 × 103

17. Si el cociente de reacción, Q, es mayor que Kp, entonces:

a) el sistema químico ha alcanzado equilibrio. b) la temperatura deberá aumentar para la reacción proceda en la dirección

directa. c) la reacción procederá en la dirección que lleve a menor número de partículas

en fase de gas. d) la reacción procederá en dirección directa hasta que se establece el equilibrio. e) la reacción procederá en dirección inversa hasta que se establece el equilibrio.

18. Un recipiente de 4,00 L se llena con 0,75 mol de SO3, 2,50 mol de SO2, y 1,30 mol

de O2, permitiéndose que alcance el equilibrio. Usando el cociente de la reacción Q, prediga el efecto sobre las concentraciones de SO3 cuando el equilibrio es alcanzado. Asuma que la temperatura de la mezcla se escoge de tal forma que Kc=12.

2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g)

a) [SO3] disminuirá porque Q > K. b) [SO3] disminuirá porque Q < K. c) [SO3] aumentará porque Q < K. d) [SO3] aumentará porque Q > K. e) [SO3] permanecerá sin cambio, ya que Q = K.

Justificación:

Justificación:

Justificación:



19. Considere la reacción A (g) 2 B (g) donde Kp = 5,0 a 25 °C. ¿Si 0,50 mol de A y

2,0mol de B se introducen en un recipiente de 1,0 L a 25°C, qué cambio ocurrirá en las concentraciones?

a) [A] disminuirá y [B] disminuirá. b) [A] disminuirá y [B] aumentará. c) [A] aumentará y [B] aumentará. d) [A] aumentará y [B] disminuirá. e) [A] y [B] permanecen sin cambiar.

Determinación de la constante de equilibrio 20. La reacción siguiente se estudia a temperaturas altas:

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) Si en el equilibrio, las presiones parciales de los gases son las siguientes: PCl5 =

1,8x10-2 atmósfera, PCl3 = 5,6 x 10-2 atmósfera, y Cl2 = 3,8 x 10-4 atmósfera. ¿Cuál es el valor Kp para la reacción?

a) 3,8 x 10-7 b) 1,2 x 10-3 c) 3,1 d) 8,5 x 102 e) 2,6 x 106

21. A una temperatura dada, una mezcla del equilibrio contiene las concentraciones

siguientes de gases: [SO3] = 0,054 M, [SO2] = 0,0047 M, y [O2] = 0,58 M. ¿Cuál es la constante de equilibrio, Kc, para la siguiente reacción?

2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g)

a) 4,4 × 10-3 b) 5,0 × 10-2 c) 11 d) 2,0 × 102 e) 2,3 × 102

Justificación:

Justificación:

Justificación:



22. Un exceso de Ca(IO3)2(s) se adicionan a 1,5 L de agua. En el equilibrio, la solución contiene 0,011 M de iones de IO3

-(ac). ¿Cuál es la constante de equilibrio para la reacción siguiente?

Ca(IO3)2(s) Ca2+(ac) + 2 IO3

-(ac)

a) 3,3 × 10-7 b) 6,7 × 10-7 c) 1,3 × 10-6 d) 5,3 × 10-6 e) 6,1 × 10-5

23. A 25 ºC, solamente 1,9 g CaSO4 se disolverán en 2,00 L de agua. ¿Cuál es la

constante de equilibrio para la reacción siguiente?

CaSO4(s) Ca2+(ac) + SO42-(ac)

a) 4,9 x 10-5 b) 1,9 x 10-4 c) 1,4 x 10-2 d) 7,0 x 10-3 e) 0,90

24. Se adicionan 0,0774 moles de N2O4 (g) a un recipiente de 1,00 L a una temperatura

dada. Después de que se alcanza el equilibrio, la concentración de NO2 (g) es 0,0068 M. Cuál es el valor de Kc para la reacción siguiente?

N2O4(g) 2 NO2(g)

a) 8,8 x 10-5 b) 5,9 x 10-4 c) 6,2 x 10-4 d) 7,2 x 10-4 e) 9,6 × 10-2

25. Cuando 0,20 moles de NH4Cl se disuelven en agua hasta un volumen de 1,00 L, el

0,0053% de NH4+ se disocia para formar NH3. ¿Cuál es el valor de la constante de

equilibrio para la siguiente reacción?

NH4+(ac) + H2O (l) NH3(ac) + H3O+(ac)

Justificación:

Justificación:

Justificación:



a) 2,2 x 10-11 b) 1,1 x 10-10 c) 5,6 x 10-10 d) 1,4 x 10-8 e) 5,6 x 10-6

26. A un tubo se adicionan 1,07 atmósferas de PCl5 a 500 K y se cierra

herméticamente. El PCl5 se descompone hasta que se establece el equilibrio siguiente:

PCl5(g) PCl3(ac) + Cl2(g)

La presión del equilibrio en el tubo es 1,54 atmósferas. Calcule Kp.

a) 0,052 b) 0,20 c) 0,27 d) 0,37 e) 2,2

27. Una mezcla de 0,200 mol de NO2 y 0.200 mol de CO se adiciona a un recipiente de

1,00 L y se espera hasta que se alcanza el equilibrio. El análisis de la mezcla del equilibrio indica que 0,134 mol de CO2 están presentes. Calcule Kc para la reacción:

NO2(g) + CO (g) NO(g) + CO2(g)

a) 0,27 b) 0,45 c) 0,67 d) 2,0 e) 4,1

Justificación:

Justificación:

Justificación:



Uso de constantes de equilibrio en cálculos simples 28. A 2010 K, la constante de equilibrio, Kc, para la siguiente reacción es 4,0 x 10-4:

N2(g) + O2(g) 2 NO(g) Si las concentraciones de N2 y O2 en el equilibrio son 0,28 mol/L y 0,38 mol/L a

2010 K, ¿cuál es la concentración de equilibrio de NO?

a) 1,8 x 10-9 M b) 2,1 x 10-5 M c) 4,3 x 10-5 M d) 6,5 x 10-3 M e) 6,1 x 10-2 M

29. Una mezcla gaseosa de NO2 y N2O4 está en equilibrio. Si la concentración de N2O4 es

7,1 x 10-4 M, cuál es la concentración de NO2?

2 NO 2(g) N2O4(g) Kc = 170

a) 1,7 x 10-11 M b) 4,2 x 10-6 M c) 2,0 x 10-3 M d) 4,9 x 102 M e) 2,4 x 105 M

Justificación:

Justificación:



30. A 25°C, la descomposición del tetra óxido del dinitrogeno:

N2O4(g) 2 NO2(g) tiene una constante de equilibrio (Kp) de 0,144. En el equilibrio, la presión total del

sistema es 0,48 atmósferas. ¿Cuál es la presión parcial de cada gas en equilibrio?

a) 0,030 atm NO2(g) y 0,42 N2O4(g) b) 0,060 atm NO2(g) y 0,42 N2O4(g) c) 0,16 atm NO2(g) y 0,18 N2O4(g) d) 0,20 atm NO2(g) y 0,28 N2O4(g) e) 0,28 atm NO2(g) y 0,20 N2O4(g)

Justificación:



31. La constante de equilibrio a 25 °C para la disolución de bromuro de plata en agua es 5,4 x 10-13.

AgBr (s) + H2O (l) Ag+(ac) + Br-(ac)

Si un exceso de AgBr (s) se agrega a agua, ¿cuál será la concentración en el

equilibrio del Ag+?


32. El yoduro de hidrógeno puede descomponerse en hidrógeno y yodo gaseosos.

2 HI (g) H2(g) + I2(g) Kp = 0.016 Si 0,820 atmósferas HI (g) se adicionan a un recipiente, ¿cuál es la presión de cada

gas cuando se establece el equilibrio?

a) HI = 0,576 atm, H2 = 0,096 atm, I2 = 0,096 atm b) HI = 0,654 atm, H2 = 0,083 atm, I2 = 0,083 atm c) HI = 0,728 atm, H2 = 0,092 atm, I2 = 0,092 atm d) HI = 0,737 atm, H2 = 0,083 atm, I2 = 0,083 atm e) HI = 0,768 atm, H2 = 0,111 atm, I2 = 0,111 atm

Justificación:

Justificación:



33. El bromuro de carbonilo se descompone para producir monóxido de carbono y bromo gaseosos:

COBr2(g) CO (g) + Br2(g)

Kc es igual a 0,19 a 73 ºC. Si una concentración inicial de COBr2 de 0,63 M se

calienta a 73°C hasta que alcance el equilibrio,¿cuáles son las concentraciones de equilibrio de COBr2, CO, y Br2?

a) [COBr2] = 0,11 M, [CO] = 0,26 M, [Br2] = 0,26 M b) [COBr2] = 0,28 M, [CO] = 0,35 M, [Br2] = 0,35 M c) [COBr2] = 0,30 M, [CO] = 0,33 M, [Br2] = 0,33 M d) [COBr2] = 0,37 M, [CO] = 0,26 M, [Br2] = 0,26 M e) [COBr2] = 0,63 M, [CO] = 0,35 M, [Br2] = 0,35 M

Justificación:



34. Dados los siguientes equilibrios químicos: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) K1 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g) K2 H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) K3 Determine la constante de equilibrio para la reacción abajo (K4): N2(g) + O2(g) 2 NO(g) K4

a) 4 1 2 3 = K K K K× ×

b) 4 1 2 3 = K K K K+ +

c) 24 1 3 = 3

2KK K K+ +

d) ( )1 2

43

3 K =

2K

KK×

e) 1 24 3

3

=

K KK

K×

35. Asuma que la siguiente reacción química está en el equilibrio:

I2(g) + Cl2(G) 2 ICl (g) + 26.9 kJ A 25 ºC, Kp = 2.0 � 105. Si la temperatura se disminuye a 5 �C, ¿Cuál afirmación es

válida?

a) Kp disminuirá y la reacción procederá en la dirección directa. b) Kp disminuirá y la reacción procederá en la dirección inversa. c) Kp no cambiará y la reacción procederá en la dirección directa. d) Kp no cambiará y la reacción procederá en la dirección inversa. e) Kp aumentará y la reacción procederá en la dirección directa.

Justificación:



36. Asuma que la siguiente reacción química es endotérmica y está en equilibrio:

C + H2O (g) H2(g) + CO (g) ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes son CORRECTAS?

1. El aumento de la cantidad de C aumentará la concentración de equilibrio de CO(g).

2. El aumento de la temperatura aumentará la concentración de equilibrio de H2(g).

3. Disminuir la concentración de H2O (g) aumentará la concentración de equilibrio de CO(g).


37. Si una perturbación se aplica a un sistema en equilibrio, el sistema responderá

tratando de disminuir el efecto de dicha perturbación. Ésta frase describe el principio de ________.



GUIA Nº9

EQUILIBRIO QUÍMICO. EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE (II)

Temas a revisar:

1. Disociación del agua. Producto iónico del agua.

2. Concepto de pH. Escalas de pH. Otras escalas “p”

3. Ácidos y bases fuertes y débiles


BIBLIOGRAFIA:






EJERCICIOS 1. Defina/Explique claramente los siguientes conceptos

a) Ácido y base de Brønsted-Lowry: b) Par conjugado ácido-base: c) Fuerza ácida/básica: d) pH y pOH como medidas de la fuerza ácida y básica e) Relación entre la constante de disociación de los ácidos y sus bases conjugadas: f) Porcentaje de disociación (ionización):



g) Producto iónico del agua:

2. Los ácidos que se ionizan completamente en solución se llaman:

a) disociadores. b) electrólitos débiles. c) ácidos de Arrhenius. d) ácidos de Brønsted-Lowry. e) ácidos fuertes.

Conceptos de Brønsted-Lowry de ácidos y bases 3. Según la definición de Brønsted-Lowry, un ácido

a) aumenta la concentración de H3O+ en una solución acuosa. b) aumenta la concentración de OH- en una solución acuosa. c) es un aceptor de protones. d) es un dador de protones. e) es un par electrónico aceptor.

4. Según la definición de Brønsted-Lowry, una base:

a) aumenta la concentración de H3O+ en una solución acuosa. b) aumenta la concentración de OH- en una solución acuosa. c) es un aceptor de protones. d) es un dador de protones. e) es un par electrónico aceptor.

De ejemplos de ácidos / bases fuertes y débiles:

Justificación:

Justificación:



5. Identifique qué especie nunca se comportará como un ácido de Brønsted-Lowry en una solución acuosa:

a) cloruro de hidrógeno, HCl (g) b) sulfuro del dihidrógeno, H2S (g) c) cloruro de amonio, NH4Cl d) fluoruro de hidrógeno, HF (g) e) óxido del magnesio, MgO

6. Identifique quien nunca se comportará como una base de Brønsted-Lowry en una

solución acuosa:

a) bromuro de hidrógeno, HBr (g) b) fosfato dihidrógeno de sodio, NaH2PO4(s) c) fosfato de sodio, Na3PO4(s) d) amoníaco, NH3(g) e) bicarbonato de sodio, NaHCO3(s)

7. En la siguiente reacción:

HCO3-(ac) + H2O (�) CO3

2-(ac) + H3O+(ac)

a) HCO3- es un ácido y H2O es su base conjugada.

b) HCO3- es un ácido y un CO3

2- es su base conjugada. c) H3O+ es un ácido y un HCO3

- es su base conjugada. d) H2O es un ácido y un CO3

2- es su base conjugada. e) H3O+ es un ácido y un CO3

2- es su base conjugada.

Justificación:

Justificación:

Justificación:



8. En la reacción siguiente:

HF (aq) + HPO42-(aq) F-(aq) + H2PO4

-(aq)

a) El HF es un ácido y una F- es su base conjugada. b) El HF es un ácido y un HPO4

2- es su base conjugada. c) HPO4

2- es un ácido y un H2PO4- es su base conjugada.

d) H2PO4- es un ácido y una F- es su base conjugada.

e) HPO42- es un ácido y el HF es su base conjugada.

9. La base conjugada de OH- es ________.

a) H3O+ b) H2O c) OH

d) O2

e) H- 10. Cuál es la base conjugada de [Cr (H2O)6]3+(ac)?

a) H3O+ b) [Cr (H2O)5OH]2+ c) [Cr (H2O)5H3O]4+ d) [Cr (H2O)6]2+ e) [Cr (H2O)5]3+

11. El ácido conjugado de HSO4

- es ________.

a) OH- b) SO4

2- c) H2SO4

d) H2O e) H3O+

12. ¿Cuál de los compuestos siguientes es un ácido débil?

a) HCl b) HNO3 c) HF d) H2SO4

Justificación:

Justificación:

Justificación:



13. Las moléculas o los iones que pueden alternativamente comportarse como un ácido o una base de Brønsted-Lowry se llaman:

a) electrólitos débiles. b) iones de hidronio. c) ácidos o bases polipróticas d) ácidos o bases conjugadas e) anfóteros.

14. ¿Cuál de las siguientes especies NO es una especie anfótera en agua?

a) HC2O4

b) CH3CO2-

c) HPO42

d) H2PO4

e) HCO3-

15. ¿Cuáles de las moléculas o iones siguientes son anfóteros en agua?

a) NH4+

b) HF c) CH3CO2H d) CN

e) HCO3-

Agua y la escala del pH

16. A 15°C, la constante de la ionización del agua, KW, es 4,5 x 10-15. Cuál es la

concentración de H3O+ en agua neutra a esta temperatura?

a) 2,0 x 10-29 M b) 4,5 x 10-15 M c) 6,7 x 10-8 M d) 1,5 x 10-7 M e) 2,2 M

17. Una solución se prepara diluyendo 0.16 mol de HNO3 con agua hasta un volumen de

1,5 L. ¿Cuál es el pH de dicha solución?

a) -0,80 b) 0,80 c) 0,97 d) 1,83 e) 2,24

Justificación:

Justificación:

Justificación:



18. A 25°C, cuál la concentración de H3O+ en una solución de NaOH 0,044 M (ac)? (KW=1.0 × 10-14)

a) 4,4 x 10-16 M b) 2,3 x 10-13 M c) 4,4 x 10-7 M d) 1,36 M e) 12,6 M

19. ¿Cuál de las siguientes soluciones acuosas tendrá un pH de 10,00 a 25°C?

(KW=1,0×10-14)

a) 1,0 × 101 M de HCl b) 1,0 × 102 M de HNO3 c) 1,0 × 10-4 M de HBr d) 1,0 × 10-4 M de NaOH e) 1,0 × 102 M de KOH

20. Cuál es el pH de HNO3(ac) 0,28 M a 25 ºC? (KW = 1,0 × 10-14)

a) -0,55 b) 0,28 c) 0,55 d) 1,27 e) 13,45

21. Cuál es el pH de NaOH 2,1 x 10-5 M (aq) a 25 �C? (KW = 1,0 × 10-14)

a) -4,68 b) 4,68 c) 3,23 d) 9,32 e) 10,77

22. Cuál es la concentración de H3O+ en una solución acuosa con un pH de 12,17?

a) 6,8 x 10-13 M b) 1,9 x 10-9 M c) 5,2 x 10-6 M d) 1,5 x 10-2 M e) 1,1 M

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



23. Cuál es la concentración de OH- en una solución acuosa con un pH de 11,45? (KW=1,0 × 10-14)

a) 3,5 x 10-12 M b) 9,4 x 10-10 M c) 1,1 × 10-5 M d) 2,8 x 10-3 M e) 7,8 x 10-2 M

24. Cuál es el pH una solución 5,0 × 10-3 M de HF? El valor de Ka para HF es 7,2 × 10-4.

a) 2,72 b) 2,80 c) 4,60 d) 5,44

25. Una solución acuosa con un pH de 3,00 se diluye desde 2,0 L hasta 4,0 L. ¿Cuál es

el pH de la solución diluida?

a) 1,50 b) 1,73 c) 3,00 d) 3,30 e) 6,00

26. Una solución acuosa con un pH de 10,60 se diluye desde 1,0 L hasta 1,5 L. ¿Cuál es

el pH de la solución diluida?

a) 4,84 b) 7,07 c) 9,60 d) 10,42 e) 10,78

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



Constantes de equilibrio para ácidos y bases 27. Cuál de las ecuaciones químicas siguientes corresponden a la constante ácida de la

ionización, Ka, para el ácido fórmico (HCO2H)?

a) HCO2H (ac) + H2O (l) HCO2-(ac) + H3O+(ac)

b) HCO2H (ac) + H3O+(ac) HCO2H2+(ac) + H2O (l)

c) HCO2-(ac) + H2O (l) HCO2H (ac) + OH-(ac)

d) HCO2-(ac) + H3O+(ac) HCO2H (ac) + H2O (l)

e) HCO2H (ac) + OH-(ac) HCO2-(ac) + H2O (l)

28. Cuál de las ecuaciones químicas siguientes corresponden a la constante baja de la

ionización, Kb, para el ion del nitrito (NO2-)?

a) HNO2(ac) + H2O (l) NO2

-(ac) + H3O+(ac) b) NO2

-(ac) + H2O (l) HNO2(ac) + OH-(ac) c) HNO2(ac) + OH-(ac) NO2

-(ac) + H2O (l) d) NO2

-(ac) + OH-(ac) HNO32-(ac)

e) NO2-(ac) + H3O+(ac) HNO2(ac) + H2O (l)

29. Asumiendo concentraciones iniciales iguales de las especies, cuál de los siguientes

será el ácido más fuerte en una solución acuosa?

a) ácido benzoico, Ka = 6.3 x 10-5 b) ácido fórmico, Ka = 1.8 x 10-4 c) ion hidrógeno fosfato, Ka = 3.6 x 10-13 d) ion hidrógeno sulfito, Ka = 6.2 x 10-8 e) ácido nitroso, Ka = 4.5 x 10-4

30. Asumiendo concentraciones iniciales iguales de las especies, cuál de los siguientes

ácidos débiles tendrá la base conjugada más fuerte en una solución acuosa?

a) ácido acético, Ka = 1.8 x 10-5 b) ácido fórmico, Ka = 1.8 x 10-4 c) ion hidrógeno sulfito, Ka = 6.2 x 10-8 d) ácido nitroso, Ka = 4.5 x 10-4 e) ácido fosfórico, Ka = 7.5 x 10-3

Justificación:

Justificación:



31. El ácido bórico tiene un pKa de 9,14. ¿Cuál es el valor de Kb para el benzoato del sodio?

a) 7,2 x 10-10 b) 1,4 x 10-5 c) 1,1 ×10-4 d) -4,86 e) 4,86

32. ¿Cuál sal producirá una solución acuosa de pH neutro a 25 ºC?

a) KBr b) NH4Cl c) NaNO2 d) KF e) FeCl3

33. ¿Qué sal formará una solución acuosa 0,10 M con el pH más alto?

a) NaNO3 b) NH4Cl c) FeCl3 d) Ca(ClO4)2 e) NaF

34. ¿Qué sal formará una solución acuosa 0,10 M con el pH más bajo?

a) MgCO3 b) NaCl c) NaF d) NH4Cl e) K3PO4

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



35. Cuál es la concentración de H3O+ en HCN 0,45 M (ac)? (Ka del HCN = 4.0 x 10-10)

a) 4,0 x 10-10 M b) 1,8 x 10-10 M c) 1,3 x 10-5 M d) 2,0 � 10-5 M e) 0,45 M

36. Cuál es la concentración de OH- en CH3CO2

-(ac) 0,51 M?. Kb del CH3CO2- = 5,6 x 10-10

CH3CO2

-(ac) + H2O (l) ↔ CH3CO2-(ac) + OH-(ac)

a) 2,8 x 10-10 M b) 5,6 x 10-10 M c) 5,9 x 10-10 M d) 1,7 x 10-5 M e) 1,8 x10-5 M

37. ¿Cuál es el pH del ácido benzoico acuoso 0,015 M? (Ka de C5H6CO2H = 6,3 x 10-5)

a) 1,82 b) 3,03 c) 4,20 d) 6,02 e) 12,18

38. Cuál es el pH del ión cianuro 9,2 × 10-3 M (ac)? (Kb de CN- = 2,5 � 10-5)

a) 2,04 b) 3,33 c) 4,60 d) 9,40 e) 10,67

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



39. Una solución se prepara diluyendo 0,50 mol de NaClO en un volumen de 3,0 L con agua. ¿Cuál es el pH de la solución? (Kb de ClO- = 2,9 x 10-7)

a) 3,66 b) 7,46 c) 10,34 d) 10,58 e) 13,22

40. El pH de la trimetillamina acuosa 0,050 M es 11,24. Cuál es el valor de Kb de esta

base?

a) 6,6 x 10-22 b) 5,8 x 10-12 c) 6,3 x 10-5 d) 1,7 x 10-3 e) 2,76

41. El pH del ácido hipocloroso acuoso HClO 0,30 M es 3,99. Cuál es el valor de pKa de

este ácido?

a) 6,54 b) 7,46 c) 10,01 d) 12,80 e) 13,30

42. Escriba una ecuación iónica neta para la reacción de neutralización del cloruro de

amonio y del hidróxido del sodio. Identifique los iones espectadores.

Justificación:

Justificación:

Justificación:



GUIA Nº11

EQUILIBRIO QUÍMICO. EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE (III)

Temas a revisar:

1. Propiedades ácido base de las soluciones salinas. 2. Efecto del ión común: soluciones amortiguadoras. 3. Titulaciones ácido – base, curvas de titulación.


BIBLIOGRAFIA:






EJERCICIOS

1. Defina/Explique claramente los siguientes conceptos: a) Efecto del ión común: b) Solución reguladora: c) Ecuación de Henderson-Hasselbach: d) Efecto de la dilución sobre el pH e) Valoración ácido-base. f) Punto de equivalencia:



g) Hidrólisis de una sal:

Propiedades ácido base de las soluciones salinas

2. Cuando se disuelve cloruro amónico en agua;

a) Se produce una hidrólisis ácida y la disolución tiene pH<7. b) Se obtiene una disolución neutra por ser el cloruro amónico un electrolito. c) Se forma una disolución reguladora de pH. d) Se producen a la vez hidrólisis ácida y básica, por lo que no puede

predeterminarse la variación de pH. 3. Se preparan tres disoluciones acuosas de tres sales diferentes, fluoruro sódico,

cloruro sódico y cloruro amónico. ¿Cómo será respectivamente el pH de las disoluciones anteriores?:

a) Básico, neutro, ácido. b) Ácido, ácido, básico. c) Básico, neutro, básico. d) Ácido, básico, ácido.

4. Se tiene una disolución 0,3 M de acetato sódico. Calcule:

a) El pH de la disolución. b) La concentración molar del ácido acético no disociado.

Dato: Ka (CH3COOH) = 1,8 x 10-5

Justificación:



5. Calcula el pH de una disolución de bromuro amónico:

a) 0,25 M. b) 0,15 M

Dato: Kb (NH3) = 1,8 x 10-5 6. Calcula el pH de una disolución de cloruro amónico 2 M. Dato: Kb (NH3) = 1,8 x 10-5 7. Se tiene una disolución que contiene 2 g de NaCN en 250 mL de agua. Calcula:

a) El pH de la disolución. b) Los moles de NaCN hidrolizados. c) El tanto por ciento de sal hidrolizada.

Dato: pKa (HCN) = 9,21

Justificación:

Justificación:

Justificación:



8. Se tiene una disolución 0,5 M de acetato potásico. Calcula:

a) El pH de la disolución. b) La concentración molar del ácido acético no disociado. c) La molaridad OH- en la solución.

Dato: Ka (CH3COOH) = 1,8 x 10-5 9. Calcula el pH y el grado de hidrólisis de una disolución de cianuro de sodio 0,01 M. Dato: K (HCN) = 6,2 x 10-10 10. Calcula el pH y el % de hidrólisis de una disolución de cloruro de amonio 0,01 M. Dato: K (NH3) = 1,8 x 10-5 11. ¿Cuál es la concentración de OH- en CH3CO2

-(ac) 0,51 M?. Kb del CH3CO2- = 5,6x10-10 ?


Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



12. Cuál es el pH del ión cianuro 9,2 × 10-3 M (ac)? (Kb de CN- = 2,5 x 10-5)

a) 2,04 b) 3,33 c) 4,60 d) 9,40 e) 10,67

13. Una solución se prepara diluyendo 0,50 mol de NaClO en un volumen de 3,0 L con

agua. ¿Cuál es el pH de la solución? (Kb de ClO- = 2,9 x 10-7) a) 3,66 b) 7,46 c) 10,34 d) 10,58 e) 13,22

14. ¿Cuál es el pH de la solución que resulta de mezclar 25 mL de HF 0,30 M (ac) y

25mL de NaOH 0,30 M (ac) a 25 ºC? (Ka de HF = 7,2 x 10-4)

a) 5,84 b) 8,16 c) 8,31 d) 10,86 e) 12,02

15. Cuál es el pH de Na3PO4 (ac) 0.80 M a 25 ºC? (Ka1 = 7.5 x 10-3, Ka2 = 6.2 x 10-8, y Ka3=3.6 x 10-13)

a) 0,87 b) 6,27 c) 7,73 d) 8,01 e) 13,13

Justificación:

Justificación:

Justificación:

Justificación:



16. ¿Cuál es el pH de la solución que resulta de mezclar 35 mL 0,50 M de NH3 (ac) y

35mL 0,50 de HCl (ac) a 25 ºC? (Kb para el NH3 = 1,8 x 10-5)?

a) 0,60 b) 2,67 c) 4,74 d) 4,93 e) 9,26

17. Cuál es el efecto de agregar 10 mL de NaOH de 0,1 M (ac) a 100 mL de NH4

+(ac) 0,2M?

1. El pH disminuirá. 2. La concentración del NH3 aumentará. 3. La concentración del NH4

+ disminuirá. a) 1 solamente b) 2 solamente c) 3 solamente d) 2 y 3 e) 1, 2, y 3

18. Dada una solución 0,10 M NH3(ac), ¿cuál es el efecto de agregar NH4Cl a esta

solución?

1. El pH disminuirá. 2. La concentración del NH3 aumentará. 3. La concentración de H3O+ aumentará. a) 1 solamente b) 2 solamente c) 3 solamente d) 1 y 3 e) 1, 2, y 3

Justificación:

Justificación:

Justificación:



19. Cuál es el pH de una solución que resulta de agregar 25 mL de HCl 0,15 M a 25 mL

de NH3 0,52 M? (Kb del NH3 = 1,8 x 10-5)

a) 2,74 b) 4,35 c) 9,65 d) 11,26 e) 11,41

20. ¿Cuál es el pH de una solución que resulta de agregar 25 mL de NaOH 0,50 M a

75mL de CH3CO2H 0,50 M? (Ka del CH3CO2H = 1,8 x 10-5)

a) 2,67 b) 3,17 c) 4,44 d) 5,04 e) 5,35

Justificación:

Justificación:



Efecto del ión común: soluciones amortiguadoras

21. Si a la disolución CH3COOH + H2O ↔ CH3COO- + H3O+, se le añade acetato sódico,

indicar que afirmación es falsa:

a) Disminuye la disociación de ácido acético. b) Es una disolución reguladora. c) El pH varía. d) Todas las anteriores son falsas.

22. Cuando se añaden 0,50 moles de ácido acético (pKa=4,75) y 2,50 moles de acetato

sódico (electrolito fuerte) a la cantidad de agua pura necesaria para hacer 1 litro de disolución, estamos preparando una disolución reguladora. Despreciando H+ y OH- procedentes de la disociación acuosa, señale el pH de la disolución.

a) 0,95 b) 4,05 c) 5,45 d) 7,00

23. Pretendemos preparar una solución amortiguadora. Para ello preparamos un

litro de disolución de un ácido HA cuyo Ka=5 x 10-6. La concentración es 0,2 M. queremos obtener una disolución con pH=5. ¿Cuantos moles de NaA deberemos añadir?:

a) 0,4 b) 0,3 c) 0,2 d) 0,1

Justificación:

Justificación:

Justificación:



24. Una disolución de amoníaco y cloruro amónico es una disolución reguladora. Señale

qué sucede cuando a una disolución acuosa de amoníaco se le añade cloruro de amonio.

a) El pH de la disolución aumenta. b) El pH experimenta una gran variación si a la disolución final se le agrega una

pequeña cantidad de hidróxido sódico c) El grado de disociación del amoniaco disminuye. d) El grado de disociación del amoniaco permanece constante y el pH de la

disolución aumenta. 25. Una disolución reguladora

a) Puede estar constituida por un ácido débil y un sal de base débil y ácido fuerte. b) Mantiene constante el pH aunque se añadan grandes cantidades de ácido

fuerte. c) Tiene máximo poder regulador cuando coinciden las concentraciones del ácido

y su sal. d) De ácido acético y cloruro sódico solamente es eficaz frente a un pequeño

exceso de ácido fuerte. 26. ¿Cuál es el pH de una solución acuosa que es 0,30 M en HF y 0,15M en F- ? (Ka de

HF= 7,2 x 10-4)?

a) 1,83 b) 2,84 c) 3,14 d) 3,44 e) 10,86

Justificación:



27. Cuál es el pH de una solución acuosa que es 0,50 M en CO32- y 0,20 M en HCO3

-? (Kb del CO3

2- = 2,1 x 10-4)

a) 3,28 b) 3,68 c) 10,32 d) 10,72 e) 12,01

28. ¿Cuáles de las combinaciones siguientes serían las mejores para regular una

solución acuosa a un pH de 2,0?

a) H3PO4 y H2PO4-, Ka1 = 7,5 x 10-3

b) HNO2 y NO2-, Ka = 4,5 x 10-4

c) CH3CO2H y CH3COO-, Ka = 1,8 x 10-5 d) H2PO4

- y HPO42-, Ka2 = 6,2 x 10-8

e) NH4+ y NH3, Ka = 5,7 x 10-10

Justificación:

Justificación:



29. ¿Cuáles de las combinaciones siguientes serían las mejores para regular una solución acuosa a un pH de 5,0?

a) H3PO4 y H2PO4

-, Ka1 = 7,5 x 10-3 b) HNO2 y NO2

-, Ka = 4,5 x 10-4 c) CH3CO2H y CH3COO-, Ka = 1,8 x 10-5 d) H2PO4

- y HPO42-, Ka2 = 6,2 x 10-8

e) NH4+ y NH3, Ka = 5,7 x 10-10

30. Cada una de las mezclas siguientes puede producir una solución con efecto buffer

EXCEPTO:

a) HClO4 y NaClO4. b) HF y NaF. c) NaHCO3 y Na2CO3. d) Na2HPO4 y Na3PO4. e) NH4Cl y NH3.

31. Todas las afirmaciones siguientes referentes soluciones buffer son verdades

EXCEPTO:

a) son resistentes a cambios de pH bajo la adición de cantidades pequeñas de ácidos o de bases fuertes.

b) se utilizan como indicadores de color en titulaciones ácido-base. c) el pH de una solución buffer es cercano al pKa del ácido débil que la constituye. d) contienen cantidades apreciables de un ácido débil y de su base conjugada. e) son resistentes a cambios en el pH cuando se diluyen con agua.

Justificación:

Justificación:



32. ¿Cuál de las siguientes expresiones matemáticas es la ecuación de Henderson-Hasselbalch?

a) [ ]

[ ]a

conjugate basep = pH + log

acidK

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

b) -

a +3

OHpH = p + log

H OK

⎛ ⎞⎡ ⎤⎣ ⎦⎜ ⎟⎜ ⎟⎡ ⎤⎣ ⎦⎝ ⎠

c) [ ]

[ ]a

acidpH = p + log

conjugate baseK

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

d) [ ]

[ ]a

acidp = pH - log

conjugate baseK

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

e) [ ]

[ ]a

conjugate basepH = p + log

acidK

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

33. Cuál es el pH de la solución buffer que resulta cuando 4,0 g de NH3 y 8,0 g de NH4Cl

se diluyen con agua hasta un volumen de 0,50 L? (Ka del NH4+ = 5,6 x 10-10)

a) 8,95 b) 9,06 c) 9,25 d) 9,45 e) 9,55

Justificación:

Justificación:



34. Cuál es el pH de la solución buffer que resulta cuando 11 g de NaCH3CO2 se mezclan con 85 mL de CH3CO2H 1,0 M y se diluyen con agua hasta 1,0 L? (Ka del CH3CO2H = 1,8 x 10-5)

a) 2,91 b) 3,86 c) 4,55 d) 4,74 e) 4,94

35. Cuál es el pH de la solución buffer que resulta cuando 12,5 g de NaH2PO4 y 22,0 g

Na2HPO4 se mezclan y se diluyen con agua hasta 0,500 L? (Las constantes ácidas de disociación para el ácido fosfórico son Ka1 = 7,5 x 10-3, Ka2 = 6,2 x 10-8, y Ka3 = 3,6 x 10-13)}

a) 2,30 b) 7,04 c) 7,38 d) 12,27 e) 12,62

Justificación:

Justificación:



36. ¿Qué masa de KF sólido (masa molar = 58,1 g/mol) se debe agregar a 2,0 L de HF 0,25 M para hacer una solución buffer con un pH de 3,14? (pKa para HF = 3,14)

a) 7,3 g b) 15 g c) 29 g d) 58 g e) 120 g

37. Si el cociente del ácido a la base en una solución buffer aumenta en un factor de

10, el pH de dicha solución reguladora:

a) disminuye por 1. b) disminuye por 10. c) aumenta por 10. d) aumenta por 1. e) no cambia.

Justificación:

Justificación:



38. La constante Ka del ácido hipocloroso, HClO, es 3,5 x 10-8.¡Cuál relación [ClO-]/ [HClO] es necesaria para hacer una solución buffer con un pH de 7,71?

a) 2,0 × 10-8 b) 0,25 c) 0,56 d) 1,8 e) 3,9

39. Una solución buffer se prepara mezclando 0,250 mol de H2PO4

- y 0,250 mol de HPO4

2- y diluyendo con agua hasta un volumen de 1,00 L. El pH del buffer es 7,21. ¿Cuántos moles de NaOH deben ser agregados para aumentar el pH a 8,21?


Justificación:

Justificación:



40. Cuántos moles de HCl deben ser agregados a 1,00 L de NH3 0,72 M para hacer buffer con un pH de 9,50? (Ka del NH4

+ = 5,6 � 10-10)


41. Calcula el grado de hidrólisis y el pH de las siguientes disoluciones, todas de

concentración 0,25 M:

a) Acetato de sodio. b) Cianuro de potasio. c) Cloruro de amonio.

Datos: Ka (CH3COOH) = 1,8.10-5; Ka (HCN) = 4´9.10-10; Kb (NH3) = 1,8 x 10-5

Justificación:

Justificación:



Titulaciones ácido – base, curvas de titulación.

42. Calcula el pH de una disolución formada por :

a) 250 mL de HCl 0,1 M mezclados con 150 mL de NaOH 0,2 M b) 125 mL de HCl 0,3 M mezclados con 200 mL de NaOH 0,15 M c) 50 mL de HCl 0,2 M mezclados con 50 mL de NH3 0,2 M d) 50 mL de CH3COOH 0,2 M mezclados con 50 mL de KOH 0,1 M. Datos: Ka (CH3COOH) = 1,8 x 10-5; Kb (NH3) = 1,8 x 10-5

43. Hallar el pH resultante de disolver 4 g de hidróxido de sodio en 250 mL de agua y

calcule el volumen de una disolución de ácido sulfúrico 0,025 M necesario para neutralizar completamente 50 mL de esta disolución.

Justificación:

Justificación:



44. Calcula la riqueza de una sosa comercial, si 30 gramos de la misma precisan 50 mL de ácido sulfúrico 3 M para su neutralización total.

45. Tenemos 25 mL de CH3COOH 0,1 M. Calcula el pH al añadir las siguientes

cantidades de NaOH 0,05 M:

a) 10 mL b) 25 mL c) 49 mL d) 50 mL e) 60 mL

Indique el pH en el punto de equivalencia. Datos: Ka (CH3COOH) = 1,8 x 10-5

Justificación:

Justificación:



46. Tenemos 50 mL de HCl 0,1 M. Calcula el pH al añadir las siguientes cantidades de NH3 0,2 M:

a) 20 mL b) 25 mL c) 26 mL d) 40 mL

Indique el pH en el punto de equivalencia. Datos: Ka (CH3COOH) = 1,8 x 10-5 47. Tenemos 50 mL de HCl 0,1 M. Calcula el pH al añadirle las siguientes cantidades de

NaOH 0,1 M:

a) 40 mL b) 49 mL c) 51 mL d) 90 mL

Indique el pH en el punto de equivalencia.

Justificación:

Justificación:



48. La siguiente gráfica corresponde a la variación del pH en la valoración de un ácido con una base. ¿Qué podemos decir de la fuerza del ácido y de la base? Razone la respuesta y ponga un ejemplo de valoración que corresponda con la gráfica, indicando las reacciones que tiene lugar.


RESPUESTAS

GUIA DE EJERCICIOS



Compilado por:


2010-2



GUIA No. 5 Gases Ideales.

1. a) Describa brevemente el concepto de gas ideal: Un sistema gaseoso hipotético de partículas no interactuantes cuyo comportamiento de presión (P),

volumen (V) y Temperatura obedece perfectamente la ecuación de estado PV=nRT, donde n es el número de moles del gas y R una constante universal (R =0.082 atm.L mol-1K-1 = 1.987 cal mol-1K-1 =8.314 J mol-1K-1)

b) Describa la ley de Boyle: El volumen de una cantidad fija degas mantenida a temperatura constante es inversamente proporcional

a la presión, VP cte= :

1 1 2 2V P V P=

c) Describa la ley de Charles:

El volumen de una cantidad fija de gas mantenida a presión constante es directamente proporcional a su

temperatura absoluta (Kelvin), V cteT= :

1 2

1 2

V VT T

=

d) Describa la ley de Avogadro:

La hipótesis de Avogadro establece que: "Volúmenes iguales de gases a la misma temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas". La ley de Avogadro es una consecuencia de esta hipótesis y puede enunciarse expresando que “el volumen de un gas mantenido a temperatura y presión constantes

es directamente proporcional al número de moles del gas”, V cten=

1 2

1 2

V Vn n=

e) Describa la ley de Dalton: La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que cada gas ejercería si

estuviera solo, 1 2 ...tot mP P P P= + + +

f) A partir de la ecuación de estado del gas ideal, deduzca la siguiente relación entre densidad

( ρ ) de un gas ideal y su masa molecular (PM = M ):



, ademas: y ; m=masa, M = peso molecular

y

m mPV nRT nM V

RTPM RT MP

ρ

ρ ρ

= = = ∴

= =

Características de los gases: presión y volumen 2. Respuesta: b 3. Respuesta: c 4. Respuesta: d 5. Respuesta: c 6. Respuesta: a 7. Respuesta: b 8. Respuesta: e 9. Respuesta: d 10. Respuesta: b 11. Respuesta: a 12. Respuesta: d 13. Respuesta: a 14. Respuesta: c 15. Respuesta: b

Ley del gas ideal (R = 0.08206 L·atm·mol-1 ·K-1) 16. Respuesta: c 17. Respuesta: d 18. Respuesta: e 19. Respuesta: b 20. Respuesta: e 21. Respuesta: a 22. Respuesta: a 23. Respuesta: d 24. Respuesta: e

Leyes de los gases y reacciones químicas 25. Respuesta: a 26. Respuesta: c 27. Respuesta: d 28. Respuesta: c 29. Respuesta: b 30. Respuesta: b 31. Respuesta: b 32. Respuesta: e 33. Respuesta: a



Mezclas de gases ideales y presiones parciales

34. Respuesta: d 35. Respuesta: a 36. Respuesta: e 37. Respuesta: b 38. Respuesta: d 39. Respuesta: a



Guia No. 6. Soluciones Acuosas (I).

Características de compuestos en solución acuosa 1. Respuesta: a 2. Respuesta: c 3. Respuesta: d 4. Respuesta: e 5. Respuesta: b 6. Respuesta: a 7. Respuesta: b

Reacciones de la precipitación 8. Respuesta: c 9. Respuesta: e 10. Respuesta: a 11. Respuesta: c 12. Respuesta: d

Ácidos y bases. Identificación y propiedades simples 13. Respuesta: a 14. Respuesta: e 15. Respuesta: a 16. Respuesta: b 17. Respuesta: e

Reacciones de ácidos y de bases. Clasificación de reacciones en solución acuosa

18. Respuesta: b 19. Respuesta: c 20. Respuesta: e 21. Respuesta: a 22. Respuesta: d 23. Respuesta: a 24. Respuesta: b

Concentración de compuestos en solución 25. Respuesta:

Respuesta: Molaridad: Moles de soluto en 1 litro de solución Molalidad: Moles de soluto en 1 kilogramo de solvente Fracción molar: Moles de soluto en moles de solución %m/m: Masa de soluto en 100g de solución %m/V: Masa de soluto en 100 mL de solución % V/V: Volumen de soluto en 100 mL de solución ppm: Miligramos de soluto en un litro de solución



26. Respuesta: d 27. Respuesta: c 28. Respuesta: d 29. Respuesta: a 30. Respuesta: a 31. Respuesta: b 32. Respuesta: c 33. Respuesta: b 34. Respuesta: c 35. Respuesta: e 36. Respuesta: c 37. Respuesta: d 38. Respuesta: e 39. Respuesta: b 40. Respuesta: d 41. Respuesta: d



Guia No. 7. Soluciones Acuosas (II)

Estequiometría de reacciones en solución acuosa

1. Respuesta: c 2. Respuesta: d 3. Respuesta: c 4. Respuesta: b 5. Respuesta: a 6. Respuesta: b 7. Respuesta: 53,869 mL 8. Respuesta: 0,340 M 9. Respuesta: 61,25%

Propiedades coligativas 10. Respuesta: a 11. Respuesta: e 12. Respuesta: e 13. Respuesta: e 14. Respuesta: c 15. Respuesta: a 16. Respuesta: a 17. Respuesta: b 18. Respuesta: b 19. Respuesta: d 20. Respuesta: c 21. Respuesta: e 22. Respuesta: a 23. Respuesta: b 24. Respuesta: d 25. Respuesta: c 26. Respuesta: a


RESPUESTAS

GUIA DE EJERCICIOS



Compilado por:


2010-2



GUIA NO. 1 Conceptos básicos: Materia y Medición.

1. b 2. a 3. e 4. a 5. a 6. b 7. c 8. b 9. a) Elemento b) Compuesto c) Elemento d) Compuesto e) Compuesto 10. b 11. d 12. a 13. c 14. b 15 c 16. a 17. d 19. e 19. c 20. b 21 c

22. d 23. c 24. a 25. e 26. a 27. c 28. d 29. d 30. b 31. b 32. d 33. e 34. d 35. c 36. e 37. a 38. e 39. e 40. e 41. c 42. c 43. b 44. b 45. a 46. b



Guia No. 2. Átomos, Moléculas, Iones.

1. c 2. c 3. a 4. d 5. a 6. d 7. d 8. c 9 a 10. e 11. e 12. b 13. b 14. d 15. b 16. a 17. a 18. a 19. b 20. d 21. c 22. a

23. Complete la siguiente Tabla:

115 B 54 2

26 Fe +

31 315 P− 196

79 Au

22286 Rn

Z 5 26 15 79 86n 6 28 16 117 136e 5 24 18 79 86q 0 +2 ‐3 0 0

24. de la Tabla Periódica:

a) Li, Na y K b) Be, Mg y Ca c) Ti, V, Cr, Mn y Fe d) F, Cl, y Br d) O, S y Se e) He NE y Ar f) O, S, C, N y P g) Li, Cu, Na, K y Mg f) B, Si, Ge, As y Sb

25. a



Guia No. 3. Estructura electrónica de los átomos.

1. c 2. a 3. a 4. d 5. d 6. e 7. e 8. e 9. c 10. e 11. c 12. a 13. b 14. e 15. a 16. b 17. (b) = 3d y (d) = 2p 18. e 19. a) (2p6) (2,1,-1,+½); (2,1,0,+ ½); (2,1,1,+ ½); (2,1,-1, - ½);(2,1,0,-½); (2,1,1,- ½);(3p5);(3,1,-1,+ ½); (3,1,0,+

½);(3,1,1,+ ½);(3,1,-1,-½); (3,1,0,- ½) b) (3,1,1,+ ½). c) (3,1,1,- ½). 20. Z= 11: 1s22s22p63s1; Z= 35: 1s22s22p63s23p63d104s24p5; Z= 54: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 a) Grupo I A (Metales alcalinos); Grupo VII A (Halógenos); Grupo VIII (Gases nobles) b) Z= 11: + 1; Z= 35: - 1; Z= 54: 0 c) Z= 11: Metal; Z= 35: No metal; Z= 54: Gas noble 21. a) 20 b) 4 c) 2 22. a) Falso b) Falso c) Verdadero 23. a) B y C b) A y C c) B, C y A 24. c 25. e



26. Transición electrónica

E (J)

ν (s-1)

λ (m)

Emisión o Absorción

n = 5 a n = 1

-2,09 x10–18

3,15x1015

9,52x10-8

Emisión

n = 6 a n = 2

-4,84 *10–19

7,30*1014

4,11*10-7

Emisión

n = 4 a n = 5

4,91 x10–20

7,40x1013

4,10x10-6

Absorción

27.



Guia No. 4 Estequiometría.

1. a) KBr ( M ): 11,00 g/mol b) Na2SO4 ( M ): 142,04 g/mol c) Pb(NO3)2 ( M ): 331,21 g/mol d) C2H5OH ( M ): 46,07 g/mol e) HC2H3O2 ( M ): 60,05 g/mol f) Fe3O4 ( M ): 231,54 g/mol g) C12H22O11 ( M ): 342,30 g/mol h) Al2 (SO4)3 ( M ): 342,15 g/mol i) Mn2O3 ( M ): 86,94 g/mol j) Mg3N2 ( M ): 100,93 g/mol k) C3H5(NO3)3 ( M ): 227,08 g/mol l) Cu (NO3)2 ( M ): 155,56 g/mol m) Al2 (SO4)3 ( M ): 316,95 g/mol 2. e 3. a 4. b 5. c 6. d 7. d 8. c 9. b 10. a 11 a 12. c 13. d 14. d 15 b 16. d 17. e 18. c 19. 1,25 x 1021 moléculas de HCN

20. 3,19 x 10-27 g 21. 4,5 mol de Na2S; 9 mol Na 22. O2 = 1,88 x 1022 átomos; O3 = 1,25 x 1022 átomos; O = 3,75 x 1022 átomos: 23. 73,96%C; 8,07% H; 2,72% Mg; 6,27%N; 8,96% O 24. a) Be: 5,02%; Al: 10,05%; Si:31,35% y O: 53,58% b) Al: 24,77%; OH: 23,39%; P: 14,22%; O: 29,35% y H2O: 8,25% 25. 4 iones hierro 26. a) Na2Al2Si3O10

.2H2O;

b) ZnSO4.7H2O

27. a) 21,2% de N; b) 46,67% de N



28. a) Ag= 65,02%Cr= 15,68%O= 19,3% b) Ca= 31,54%; P= 24,38%O= 44,08% c) C= 60,00%; H= 4,48%O= 35,52% d) C= 45,90%H= 2,75%N= 7,65%O= 26,20%S=17,50% 29. a) C3H8O; b) C3H8O 30. C6H8O6 31. a) 0,389 moles de átomos de C, 0,389 moles de átomos de H y

0,0555 moles de átomos de N; b) 4,6 g de C; 0,39 g de H y 0,78 g de N; c) 1,77 g de O; d)

C7H7NO2 32. C2H3O5N 33. C5H8O4NNa 34. C17H22O4N 35. C3H5O9N3 36. b 37. b 38. a) Síntesis b) Descomposición c) Desplazamiento simple d) Desplazamiento simple e) Doble desplazamiento 39. b 40.

a) 2

Fe + O2

2 FeO

b) 4 Fe + 3 O2

2 Fe2O3

c) 4 Cu + O2

2 Cu2O

d) S + O2

SO2

e) 2 Cl2 + 5 O2

2 Cl2O5

f) 2 Mn + 3 O2

2 MnO3

g) 2 I2 + 7 O2

2 I2O7

h) FeO + H2O

Fe(OH)2

i) Fe2O3 + 3 H2O

2 Fe(OH)3

j) Li2O + H2O

2 LiOH

k) Cl2O + H2O

2 HClO

l) Cl2O3 + H2O

2 HClO2



ll) Cl2O5 + H2O

2 HClO3

m) Cl2O7 + H2O

2 HClO4

n) SO2 + H2O

H2SO3

o) SO3 + H2O

H2SO4

p) HClO3 + NaOH

NaClO3 + H2O

q) 2 HNO3 + Ca(OH)2

Ca(NO3)2 + 2 H2O

r) H2CO3 + 2 NaOH

Na2CO3 + 2 H2O

41. a 42. c 43. e 44. d 45. a 46. c 47. c 48. b 49. b 50. d 51. a 52. c 53. b 54. c 55. b 56. a 57. b 58. b 59. c 60. e 61. d 62. 753 g SiO2, 209,2 g CaCO3 221,7 g Na2CO3 63. a) 2Ca3(PO4)2; 6SiO2; 10C; 6CaSiO3; 10CO; 1P4 b) 0,2 g de P4

c) 180,26 g de SiO2 y 60 g de C 64. 84,2% 65. a) 6,92 g de Cu2S b) 8,71 g de S

66. 61,9%


RESPUESTAS

GUIA DE EJERCICIOS



Compilado por:


2010-2



GUIA No. 8 Equilibrio químico. Equilibrio acido‐base (I).

Constante de equilibrio y cociente de la reacción

1. Respuesta: b

2. Respuesta: Un equilibrio dinámico DESCRIBE dos procesos reversibles que

ocurren a la misma velocidad.

3. Respuesta:

a) Cociente de reacción:

b) Ley de acción de masas:

c) Constante de equilibrio:

d) Equilibrio homogéneo/heterogéneo:

El cociente de reacción Q. tiene la misma forma que la constante de equilibrio (K), pero calculado con valores específicos de concentraciones o presiones fuera del equilibrio. En el equilibrio Q = K.

Para una reacción reversible en equilibrio y a temperatura constante, la relación entre concentraciones de productos y reactivos, cada uno elevado a una potencia igual a su coeficiente estequiométrico, tiene un valor constante (la constante de equilibrio!). Notar que las concentraciones pueden cambiar, pero una vez alcanzado el equilibrio y mientras T sea constante, el valor de K no varía.

El equilibrio químico para cualquier reacción reversible se alcanza cuando se observa que las cantidades relativas de productos y reactivos permanencen constantes en el tiempo. La expresión de la ley de acción de masas define en ese momento la contante de equilibrio.

Equilibrio Homogéneo: Asociado a las reacciones en equilibrio en que todas las especies reaccionantes se encuentran en la misma fase. Equilibrio Heterogéneo: Asociado a las reacciones en equilibrio en que no todas las especies reaccionantes están en la misma fase.



e) Equilibrio Físico /Equilibrio Químico:

f) Principio de Le Chatelier:

g) Relación entre KP y KC en equilibrios homogéneos entre gases ideales:

h) Soluciones x1 y x2 a la ecuación cuadrática ax2 + bx +c = 0

4. Respuesta: d

5. Respuesta: e

6. Respuesta: a

7. Respuesta: c

8. Respuesta: b

9. Respuesta: e

10. Respuesta: a

11. Respuesta: d

12. Respuesta: c

El equilibrio físico se asocia a procesoso físicos (no hay cambio en la naturaleza química de las sustancias). El equilibrio químico indica procesos químicos (hay cambios en la naturaleza química de las sustancias.i.e, trabsformación de la materia).

Cuando un sistema en equilibrio químico es perturbado por un cambio externo, el sistema restituirá la posición del equilibrio en una forma que tienda a contrarrestar este efecto.

Kp = Kc (RT)Δn

-b + √b2 – 4ac b - √b2 – 4ac X1 = X2 = 2 a 2 a



13. Respuesta: e

14. Respuesta: c

15. Respuesta: b

16. Respuesta: d

17. Respuesta: e

18. Respuesta: b

19. Respuesta: d

Determinación de la constante de equilibrio

20. Respuesta: b

21. Respuesta: a

22. Respuesta: b

23. Respuesta: a

24. Respuesta: c

25. Respuesta: c

26. Respuesta: d

27. Respuesta: e

Uso de constantes de equilibrio en cálculos simples

28. Respuesta: d

29. Respuesta: c

30. Respuesta: d

31. Respuesta: e

32. Respuesta: b

33. Respuesta: d

34. Respuesta: e

35. Respuesta: e

36. Respuesta: b

37. Respuesta: Le Chatelier



Guia No. 9. Equilibrio químico. Equilibrio acido‐base (II).

1. Respuesta

a) Acido y base de Brønsted-Lowry:

b) Par conjugado ácido-base:

c) Fuerza ácida/básica:

d) pH y pOH como medidas de la fuerza ácida y básica

e) Relación entre la constante de disociación de los ácidos y sus bases conjugadas:

Ácido: es una especie que dona un protón (H+). Base : es una especie que acepta protones.

En una reacción ácido-base, y el contexto de la definión de Bronsted-Lowry, el par conjugado difiere justamente en un protón. Trate de entender este ejemplo:

HNO2 + N H 3 → NO2–+ N H 4 +

HNO2 es el ácido conjugado del NO2– y este último es la base conjugada del HNO2 .

NH3 es la base conjugada del N H 4+ y este último es el ácido conjugado del NH3.

pH = -log [H+]

pOH = -log [OH-]



f) Porcentaje de disociación (ionización):

g) Producto iónico del agua:

2. Respuesta: e

Conceptos de Brønsted-Lowry de ácidos y bases

3. Respuesta: d

4. Respuesta: c

5. Respuesta: e

6. Respuesta: a

7. Respuesta: b

8. Respuesta: a

9. Respuesta: d

10. Respuesta: b

11. Respuesta: c

12. Respuesta: c

13. Respuesta: e

14. Respuesta: b

15. Respuesta: e

Agua y la escala del pH

16. Respuesta: c

17. Respuesta: c

18. Respuesta: b

H2O(l) + H2O(l) ↔ H3O+(ac)+ OH- (ac)

Kw = [H3O+] x [OH-] = 10-14



19. Respuesta: d

20. Respuesta: c

21. Respuesta: d

22. Respuesta: a

23. Respuesta: d

24. Respuesta: b

25. Respuesta: d

26. Respuesta: d

Constantes de equilibrio para ácidos y bases

27. Respuesta: a

28. Respuesta: b

29. Respuesta: e

30. Respuesta: c

31. Respuesta: b

32. Respuesta: a

33. Respuesta: e

34. Respuesta: d

35. Respuesta: c

36. Respuesta: d

37. Respuesta: b

38. Respuesta: e

39. Respuesta: c

40. Respuesta: c

41. Respuesta: b



Guia No. 10. Equilibrio químico. Equilibrio acido‐base (III).

1. Respuesta:

a) Efecto del ión común: b) Solución reguladora: c) Ecuación de Henderson-Hasselbach: d) Efecto de la dilución sobre el pH e) Valoración ácido-base. f) Punto de equivalencia:



g) Hidrólisis de una sal:

Propiedades ácido base de las soluciones salinas

2. Respuesta: a

NH4Cl → NH4+ + Cl-

El Cl- se hidrata, y el NH4+ da reacción de hidrólisis

ácida (con pH<7)

NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+

3. Respuesta: a

Fluoruro sódico: sal de ácido débil y base fuerte. Se

hidroliza sólo el anión.

NaF→ Na+ + F- y F- + H2O ↔ HF + OH-

(básica pH>7)

Cloruro sódico: Sal ácido fuerte y base fuerte. No hay

hidrólisis en los iones, la disolución es neutra y su

pH=7

Cloruro amónico: sal de ácido fuerte y base débil. Sólo

se hidroliza el ión amonio.

NH4Cl → NH4+ +Cl- y NH4

+ + H2O ↔ NH3 + H3O +

(ácido, pH<7)

4. Respuesta: a) pH = 9,1

b) 1,3 x 10-5 M.




b) pH = 5,03

6. Respuesta: pH = 4,47

7. Respuesta: a) 11,2

b) 4 x 10-6 moles

c) 0,01 %


b) 1,6 x 10-5 M

c) 1,6 x 10-5 M

9. Respuesta: pH = 10,60 y x = 0,04

10. Respuesta: pH = 5,6 y 2,37 %

11. Respuesta: d

12. Respuesta: e

13. Respuesta: c

14. Respuesta: b

15. Respuesta: e

16. Respuesta: d

17. Respuesta: d

18. Respuesta: e

19. Respuesta: c

20. Respuesta: c

Efecto del ión común: soluciones amortiguadoras

21. Respuesta: d

CH3COOH + H2O ↔ CH3COO- + H3O+ y

CH3COONa → CH3COO- + Na+

Por efecto del ión común (CH3COO-), al añadir NaAc,

el equilibrio de disociación del HAc se desplazará

hacia la izquierda, hasta que el cociente de reacción

vuelva a tener el mismo valor de Kc y se alcance el

equilibrio de nuevo.

a) Cierta. Equilibrio se desplaza a izda.



b) Cierta. Disolución reguladora formada por ácido débil

y la sal del mismo totalmente disociada.

c) Cierta. El pH aumentará. El equilibrio se desplaza a la

izquierda y disminuye la [H3O+], por tanto la disolución

se hará más básica o menos ácida.

d) Falsa

22. Respuesta: c

Hay dos tipos de disoluciones reguladoras:

Disolución concentrada de ácido débil y de una de sus

sales muy disociada (por ejeplo ácido acético y

acetato de sodio) y Disolución concentrada de una

base débil y una sal de ella muy disociada (por

ejemplo amoníaco y cloruro amónico)

En este problema estamos en el caso primero

HA + H2O ↔ A- + H3O+

con Ka = [A-]*[H3O+]/[HA]

[H3O+] = Ka [HA]/[A-] = Ka*[ácido]/[sal]

pH = pKa + log([sal]/[ácido]) = 4,7 + log (2,5/0,5)=5,45

23. Respuesta: d

pH = pKa + log([sal]/[ácido])

5 = -log(5*10-6) + log([sal]/0.2

[sal] = 0,1M

24. Respuesta. c

a) Falsa. NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-(1)

y NH4Cl → NH4+ +Cl- (2)

Por efecto del ión común (NH4+) el equilibrio (1) se

desplaza a la izquierda y la [OH-] disminuye y por

tanto disminuye el pH.

b) Falsa. Si se añade a una disolución reguladora,

pequeñas cantidades de ácido o de base, su pH sufre

una pequeña variación.

c) Cierta. El equilibrio (1) se desplaza hacia la izquierda,

por tanto su grado de ionización disminuye.



d) Falsa. El grado de disociación del amoniaco disminuye,

así como la [OH-] y por tanto el pH

25. Respuesta: c

Una disolución reguladora, llamada también

amortiguadora, tampón o buffer, es aquélla cuyo pH

permanece prácticamente constante frente a

pequeñas adiciones de ácido o de una base, y también

con su dilución.

Pueden estar formadas por ácido débil y su sal muy

disociada y el pH=pKa+log([sal]/[ácido]) o por base

débil y sal de la misma muy disociada y el

pH=14-pKb+log([base]/[sal])

26. Respuesta: b

27. Respuesta: d

28. Respuesta: a

29. Respuesta: c

30. Respuesta: a

31. Respuesta: b

32. Respuesta: e

33. Respuesta: d

34. Respuesta: e

35. Respuesta: c

36. Respuesta: c

37. Respuesta: a

38. Respuesta: d

39. Respuesta: c

40. Respuesta: a

41. Respuesta: a) 4,7 x 10-5 y pH = 9,07

b) 9,10-3 y pH = 11,35

c) 4,7 x 10-5 y pH = 4,93


b) pH = 1,63

c) pH = 5,13



d) pH = 4,745

43. Respuesta: pH = 13,61 y 0,4 litros

44. Respuesta: 40%


b) 4,75

c) 6,44

d) 8,64

e) 11,77

pH= 8,64 en el punto de equivalencia


b) 5,21

c) 7,85

d) 9,03

pH= 5,21 en el punto de equivalencia


b) 3,00

c) 11,00

d) 12,46

pH= 7,00en el punto de equivalencia

48. Respuesta: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

CH3COOH + H2O ↔ CH3COO- + H3O+

CH3COO- + H2O ↔ CH3COOH + OH-

guia ejercicios qui 009-advance-completa

Documents