UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS

FACULTAD DE INGENIERÍA

CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA FECHA: 11/12/2009 TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 90 MINUTOS

TODAS LAS PREGUNTAS TIENEN UNA PUNTUACION DE 10 PUNTOS Responda INDICANDO el inciso de la respuesta correcta EN LA PLANTILLA DE RESPUESTAS COLOCADAS EN LA PARTE INFERIOR DE ESTE EXAMEN. PREGUNTAS TEÓRICAS: 1) Dio origen al concepto es la cantidad del mismo que se combina o desplaza 8g de Oxígeno, o 1,008 g de Hidrógeno es la ley

a) Lavoisier b) Proust c) Dalton d) Richter e) ninguno

2) Una reacción que se verifica en ambos sentidos se denomina:

a) Exotérmica b) Reversible c) Endotérmica d) metátesis e) Ninguno

3) En las reacciones de formación de H2O y H2O2: 1ra: H2 + ½ O2 → H2O (Formación de agua) y 2da: H2 + O2 → H2O2 (Formación de peróxido de hidrogeno)

Por lo tanto, la masa de O2 que se combina con una cantidad fija de H2, para formar agua y agua oxigenada está en una relación numérica sencilla de: a) 2:2 b) 3:2 c) 1:2 d) 2:3 e) Ninguno

4) Es la parte de la química que estudia la teoría de las proporciones en las que se combinan entre si las especies químicas, en unidades cuantitativas:

a) Relación estequiometria b) Coeficiente estequiometrico c) Estequiometria d) reacciones químicas e) ninguna

PROBLEMAS: 5) Un compuesto orgánico contiene C, H y O, al quemar 1,275 g se forman 1,869 g de CO2 y 0,765 g de H2O. el CO2 contiene 27,29 % de C y el H2O 11,19 % de H2. A 80 ºC y 745 mm Hg, o,641 g de sustancia ocupan en estado de vapor 316 cm3. A partir de estos datos hallar la fórmula molecular del compuesto.

a) C2H4O2 b) C3H4O3 c) C4H4O2 d) C2H2O e) ninguno

6) Igualar por el método de Ión Electrón: Fosfato de calcio con sílice y carbono para obtener meta silicato de calcio, fosforo alotrópico blanco (P4), y dióxido de carbono. Los coeficientes de la ecuación igualada son:

a) 1,4,8 → 1,8,2, b) 4 6, 3 → 5, 7, 10 c) 2, 6, 10 → 6, 1,10 d) 1,4,4 → 1,2,2, e) 2,6,4 → 3,6,2,

7) De acuerdo a la pregunta (6), si se hacen reaccionar 2,6 kg de fosfato de calcio con 3,0 libras de sílice y la reacción tiene un rendimiento del 55%, ¿cuántos gramos de Fósforo se obtendrá?

a) 558 g b) 150 g c) 258 g d) 198 g e) 460 g

8) De acuerdo a la pregunta (6), ¿cuántos litros de dióxido de carbono (CO2) se obtienen en condiciones normales y con el mismo rendimiento de reacción?

a) 250,26 litros b) 646,12 litros c) 821,34 litros d) 465,7 litros e) Ninguno

9.- Se hace estallar 200 cm3 de una mezcla formada por vapor de éter, hidrogeno y oxigeno. Después de la combustión queda un volumen de 95 cm3 de dióxido de carbono y oxigeno, el cual se reduce a 15 cm3 después de tratarlo con potasa cáustica y eliminar el dióxido de carbono. Calcular la composición de éter, hidrogeno y oxigeno de la mezcla primitiva.

a) 20%, 15% y 65% b) 30%, 30% y 40% c) 10%, 15% y 75% d) 20%, 20%, 60% e) ninguna

10.- Las fresas contienen alrededor de 15 % de sólidos y 85 % de agua. Para fabricar mermelada de fresa, se mezclan fresas trituradas y azúcar en una proporción de 45:55, calentándose la mezcla para evaporar agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua. ¿Cuántas libras de fresas se requieren para fabricar una libra de mermelada?

a) 0.52 b) 0.49 c) 0.65 d) 0.38 e) ninguna

PESOS ATÓMICOS: C = 12, H = 1, O = 16, P = 31, Si = 28, Ca = 40

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYÚSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota Nº de examen

Respuesta

A

Puntaje

F IF IF IF I

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FACULTAD DE INGENIERÍA

CURSO PREFACULTATIVO – GESTIÓN II / 2009

TERCER EXAMEN PARCIAL ÁREA: QUÍMICA FECHA: 11/12/2009 TIEMPO DE DESARROLLO DEL EXAMEN: 100 MINUTOS

TODAS LAS PREGUNTAS TIENEN UNA PUNTUACION DE 10 PUNTOS Responda INDICANDO el inciso de la respuesta correcta EN LA PLANTILLA DE RESPUESTAS COLOCADAS EN LA PARTE INFERIOR DE ESTE EXAMEN. Preguntas teóricas 1) Dio origen al concepto es la cantidad del mismo que se combina o desplaza 8g de Oxígeno, o 1,008 g de Hidrógeno es la ley a) Lavoisier b) Proust c) Dalton d) Richter e) ninguno 2) Una reacción que se verifica en ambos sentidos se denomina: a) Exotérmica b) Reversible c) Endotérmica d) metátesis e) Ninguno 3) En las reacciones de formación de H2O y H2O2:

1ra: H2 + ½ O2 → H2O (Formación de agua) y 2da: H2 + O2 → H2O2 (Formación de peróxido de hidrogeno) Por lo tanto, la masa de O2 que se combina con una cantidad fija de H2, para formar agua o agua oxigenada está en una relación numérica sencilla de: a) 2/1 b) 3/2 c) 1/2 d) 2/3 e) Ninguno 4) Es la parte de la química que estudia la teoría de las proporciones en las que se combinan entre si las especies químicas, en unidades cuantitativas: a) Relación estequiometria b) Coeficiente estequiometrico c) Estequiometria d) reacciones químicas e) ninguna 5) Un compuesto orgánico contiene C, H y O, al quemar 1,275 g se forman 1,869 g de CO2 y 0,765 g de H2O. el CO2 contiene 27,29 % de C y el H2O 11,19 % de H2. A 80 ºC y 745 mm Hg, o,641 g de sustancia ocupan en estado de vapor 316 cm3. A partir de estos datos hallar la fórmula molecular del compuesto. a) C2H4O2 b) C3H4O3 c) C4H4O2 d) C2H2O e) ninguno Solución % C = 27,29 % en CO2 CxHyOz + O2 → CO2 + H2O % H2 = 11.19 % en H2O 1.275 g 1,869 g 0.765 g m = 0.641 g P = 745 mm Hg T = 353 ºK V = 0.316 l Cálculo de la Composición centesimal

O % 53.3 6.7 - 40 - 100 O de Porcentaje

H % 6.7 C g

H g 0.067

H g 100

H g 11.19

C g 1.275

OH g .7650

C % 40 C g

C g 0.4

CO g 100

C g 27.29

C g 1.275

CO 869.1

2

x

2

2

2

x

2

x2x

2

==

⇒=

⇒=

zyzy

zyzy

OHOx

OH

OHx

OH

g

Los at-g son:

O g - Atom 3.33 16

53.3 :O

H g - Atom 6.7 1

6.7 :H

g - Atom 3.33 12

40 :C

=

=

=

En resumen: Sustancias Porcentaje(%) Masa relativa

(g) Número de

átomos-gramo Relación

(R) Formula empírica

C 40 40 3.33 1 CH2O H 6.7 6.7 6.7 2

O 53.3 53.3 3.33 1 Peso molecular de la Formula Empírica: CH2 O PMFE =30 (g/Mol)

242C molecular Formula

2 30

60

F.E.Molecular Peso

RealMolecular Peso

mol

g 60 59.97 M

l 0.316 x Hg mm 745

º 353 molK º

l Hg mm 62.4 x g 0.641

M PV

RT m

OH

Kx

M

MolecularPesoCálculo

===

≈=⇒==

ηη

F IF IF IF I

6) Igualar por el método de Ión Electrón: Fosfato de calcio con sílice y carbono para obtener meta silicato de calcio, fosforo alotrópico blanco (P4), y dióxido de carbono. Los coeficientes de la ecuación igualada son: a) 1,4,8 → 1,8,2, b) 4 6, 3 → 5, 7, 10 c) 2, 6, 5 → 6, 1,5 d) 1,4,4 → 1,2,2, e) 2,6,4 → 3,6,2, Solución:

Ca3 (PO4)2 + SiO2 + C → CaSiO3 + P4 + CO2 20e- + 32 H+ + 4 PO4-3 → P4 + 16 H2O

H2O + SiO2 → SiO3-2 + 2H+ // · 6 2H2O + C → CO2 + 4H+ + 4e- // ·5

20e- + 32 H+ + 4 PO4-3 → P4 + 16 H2O

6 H2O + 6 SiO2 → 6 SiO3-2 + 12 H+ 10 H2O + 5C → 5 CO2 + 20 H+ + 20e-

4 PO4-3 + 6 SiO2 + 5 C → P4 + 6 SiO3-2 + 5 CO2

2 Ca3 (PO4)2 + 6 SiO2 + 5 C → 6 CaSiO3 + 1 P4 + 5 CO2

7) De acuerdo a la pregunta (6), si se hacen reaccionar 2,6 kg de fosfato de calcio con 3,0 libras de sílice y la reacción tiene un rendimiento del 55%, ¿cuántos gramos de Fósforo se obtendrá? a) 558 g b) 150 g c) 258 g d) 198 g e) 460 g Solución: Averiguamos el reactivo limitante:

22

2

360 12, 6 3, 328

620 0, 4536

kg SíO lb Sílicekg Fosfato lb SiO

kg Fosfato kg SiO∗ ∗ =

Entonces el reactivo limitante es la sílice que se encuentra en una cantidad de 3 libras

4 42 4 4 4

2 4

124 453, 63 468, 72 0, 55 257, 8 258

360 1

lb P g Plb SiO gP gP gP

lb SiO lb P∗ ∗ = ∗ = ⇔

8) De acuerdo a la pregunta (6), cuantos litros de monóxido de carbono (CO) se obtienen en condiciones normales y con el mismo rendimiento

de reacción?. a) 250,26 litros b) 646,12 litros c) 821,34 litros d) 465,7 litros e) Ninguno Solución: En la reacción no existe monóxido por lo tanto la respuesta es el inciso E Por otro lado considerando la formación de dióxido de carbono Calculamos el número de moles de CO en base al reactivo limitante y el rendimiento de la reacción

2 2 2

2 2

2 2 2 2

220 453, 6 1 22, 43 18, 9 0, 55 10, 39 232, 8

360 1 44 1× × × = × = × =

lb CO g CO mol CO Llb S iO mol CO L

lb S iO lb CO g CO mol CO

9) Se hace estallar 200 cm3 de una mezcla formada por vapor de éter, hidrogeno y oxigeno. Después de la combustión queda un volumen de 95 cm3 de dióxido de carbono y oxigeno, el cual se reduce a 15 cm3 después de tratarlo con potasa cáustica y eliminar el dióxido de carbono. Calcular la composición de éter, hidrogeno y oxigeno de la mezcla primitiva. a) 20%, 15% y 65% b) 30%, 30% y 40% c) 10%, 15% y 75% d) 20%, 20%, 60% e) ninguna Solución.-

O

OC H

2

52 2

H2

CO2

O2O2

200 ml de mezcla

95 ml CO2 y O215 ml 2

Despues de la

combustion

Despues de

eliminar el

CO2

O

Igualamos la ecuación de combustión:

Volumen de mezcla: x ml (C2H5)2O + y ml H2 + z ml O2 = 200 ml x + y + z = 200 …………………………. (I)

Volumen de oxigeno que no reacciona o en exceso:

Volumen de CO2 que se produce:

Resolvemos el sistema de ecuaciones: x + y + z = 200 (1) z – 6·x – 0,5·y = 15 (2) 80 = 4·x (3) De la ecuación (3): x = 20 20 + y + z = 200 ⇒ y + z = 200 – 20 = 180 z – 6·20 – 0,5·y = 15 ⇒ z – 0,5·y = 15 + 120 = 135 Resolvemos las dos ecuaciones:

z = 180 - y En: 180 - y – 0,5·y = 135 ⇒ 45 = 1,5·y ⇒ y=30 z =180 – 30 = 150 La composición de la mezcla: x = 20 ml (C2H5)2O 10 % (C2H5)2O y = 30 ml H2 15 % H2 z = 150 ml O2 75 % O2 100 % mezcla 10) Las fresas contienen alrededor de 15 % de sólidos y 85 % de agua. Para fabricar mermelada de fresa, se mezclan fresas trituradas y azúcar en una proporción de 45:55, calentándose la mezcla para evaporar agua hasta que el residuo contenga una tercera parte de agua. ¿Cuántas libras de fresas se requieren para fabricar una libra de mermelada? a) 0.52 b) 0.49 c) 0.65 d) 0.38 e) ninguna Solucion.-

Agua W

F Fresas trituradas CALENTADOR Sólidos S = 15 % Mermelada P Agua A = 85 % Agua = 1/3

Azúcar Sólidos = x Z = 100 % Azúcar = y

BASE DE CÁLCULO 1 LIBRA MERMELADA P = 1 lb

[ ]

1 3

1 y x

lb 0.60 Z 3

1 W F0.85

55

45

Z

F

lb 0.49 F 1 W F1.22 F y P Z

3

2 F1.37 z doreemplazan

3

1 W F0.85

ecuaciones ambas restando 1.22F Z PW Z F

=++

=+==

=+=+=

=+=

=+=+

ESCRIBIR LAS RESPUESTAS EN LETRA DE IMPRENTA Y MAYÚSCULAS

Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fila Nota Nº de examen

Respuesta D B C C A C C E C B

A

Puntaje