Cuestionario Unidad 3

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA

QUÍMICA GENERAL MATERIAL DIDÁCTICO ESTEQUIOMETRÍA Y TERMOQUÍMICA Colección de preguntas para verificar el grado de preparación para la evaluación 3. Recuerde que toda reacción debe ser balanceada por Redox. Salvo las que son de sustitución. 2017 A. TEORÍA. 1. ¿Qué es la estequiometría? 2. Para poder aplicar los principios de la estequiometría, se debe seguir algunas reglas o leyes básicas como son: 2.1. La ley de la conservación de la materia. 2.2. La ley de las proporciones definidas. 2.3. La ley de las proporciones múltiples. Explique en qué consiste cada una. De un ejemplos donde se apliquen.

3. ¿Qué diferencia hay entre átomo y elemento? 4. ¿En qué consiste la escala de pesos atómicos? 5. ¿Para qué sirve un espectrómetro de masas? 6. ¿Qué son los isótopos?, presente ejemplos 7. ¿Qué es el reactivo limite o limitante? 8. ¿Qué es la pureza de un reactivo y cómo puede influir en una reacción? 9. ¿Qué es un agente reductor? 10. ¿Qué es un agente oxidante? B. PROBLEMAS 11. Convierta lo siguiente: a) 4 g- mol de MgCl, a gramos b) 2 lb-mol de C3H6 a gramos c) 16 gramos de N2 a lb-mol d) 3 lb de C2H6O a g-mol determinó que un compuesto sólido contiene 42,11% de C; 51,46% de O y 6,43% 12. Se determinó H. Su peso molecular es de aproximadamente 341. ¿Cuál es la fórmula molecular del compuesto?


13. Convierta las siguientes temperaturas a las unidades indicadas: a) 10°C a °F b) 10 °C a °R c) -25°F a K d) 150K a °R

14. ¿Cuántos gramos de cloruro de bario (BaCl2) se requieren para reaccionar con 5,0 g de sulfato de sodio (Na2SO4)? BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2 NaCl

15. ¿Cuántos gramos de Nitrato de Plata se necesitan para reaccionar con 5,0 g de cloruro de sodio? AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

16. El ácido sulfúrico (H2SO4) se puede fabricar de acuerdo con las siguientes reacciones: Etapa 1. S + O2 → SO2 Etapa 2. 2 SO2 + O2 → 2 SO3 Etapa 3. SO3 + H2O → H2SO4 En una planta química, se requiere producir 2 toneladas de ácido sulfúrico puro. a) ¿Cuántas toneladas de azufre puro se requieren? b) ¿Cuántas toneladas de oxígeno se requieren? c) ¿Cuántas toneladas de agua se necesitan?

17. El Dietil cinc “DEZ” ((C2H5)2Zn) es un líquido incoloro, que se utiliza en la fabricación de papel, este compuesto hierve a 117 °C. Cuando se combina con oxígeno, tiene lugar una reacción muy exotérmica. (C2H5)2Zn + 7 O2 → ZnO + 4CO2 + 5H2O a) Balancear la reacción. (Es una reacción de sustitución., implica que no hay cambios en los estados de oxidación) b) ¿Cuántos kg de DEZ deben reaccionar para formar 1,5 kg de ZnO?


c) Si se forman 20 g de agua en la reacción, y ésta fue completa, cuantos gramos de DEZ reaccionaron?

18. El proceso en un horno muestra la siguiente reacción principal. Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO Después de mezclar 600,0 lb de carbón (coque) con 1,0 tonelada de óxido de hierro puro (Fe2O3), el proceso produce 1200,0 lb de hierro puro. Calcule lo siguiente: a) El reactivo en exceso y su porcentaje. b) El porcentaje de conversión de Fe2O3 a Fe c) Las libras de carbón consumidas y las libras de CO producidas por tonelada de Fe2O3 alimentados al horno.

19. Un método común para la fabricación de blanqueador de hipoclorito de sodio es la reacción: Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaOCl + H2O Se hace reaccionar 1145 lb de NaOH puro con 85 lb de cloro gaseoso. El NaOCl formado pesa 618 lb. a) ¿Cuál fue el reactivo limitante? b) ¿Cuál fue el porcentaje de exceso del reactivo en exceso empleado? c) ¿Cuál fue el grado de conversión de la reacción, expresado como la razón de los moles de NaOCl formados y los moles que se habrían formado si la reacción hubiera llegado a su término? d) ¿Cuál es el rendimiento de NaOCl respecto a la cantidad de cloro usada (sobre una base de porcentaje)?

20. Determine el número de moles de O2 que se requieren para reaccionar con 5.0 moles de C2H6, de acuerdo a la siguiente ecuación: C2H6 + O2

CO2 + H2O

21. La glucosa, un azúcar simple, es utilizado por las células como una fuente principal de energía. Está conformada por 40 % de C, 6.73 % de H y 53.3 % de O, tiene un peso molecular de 180.2. ¿Cuál es la fórmula molecular de la glucosa?


C. BALANCEAR LAS SIGUIENTES REACCIONES 22. KClO3

KCl + O2

23. H2SO4 + Al(OH)3

Al2(SO4)3 + H2O

24. Balancear en medio básico la siguiente reacción: (Cr)3+ + (ClO3)-

(CrO4)2- + (Cl)-

25. Balancear las siguientes reacciones según se indique 25.1. En medio ácido. a) Zn + (NO3)-1 ⇆ Zn+2 + (NH4)+1 b) Cu + HNO3 ⇆ Cu(NO3)2 + NO2 + H2O c) HMnO4 + AsH3 + H2SO4 ⇆ H3AsO4 + MnSO4 + H2O d) Pb + PbO2 + H2SO4 ⇆ PbSO4

25.2. En medio Básico. a) Cl-1 + Fe(OH)3 ⇆ Cl-1 + (FeO4)-1 b) ClO2 ⇆ (ClO2)-1 + ClO3 c) (SO3)-2 + (MnO4)-1 ⇆ (SO4)-2 + MnO2 d) CH3OH + (MnO4)-1 ⇆ CO2 + (MnO4)-2

26. Calcule la composición porcentual en masa de cada elemento en cada compuesto: 26.1. Ácido fosfórico (H3PO4) 26.2. Ácido sulfúrico (H2SO4) 26.3. Agua (H2O) 26.4. Benceno (C6H6)

27. Determine la fórmula empírica de un compuesto que tiene la siguiente composición porcentual en masa: K = 24.75, Mn = 34.77, O = 40.51 28. Balancear las siguientes reacciones 28.1. 28.2.

KClO3 Al + O2

28.4.

CH3OH + O2

28.5.

P2S3 + (ClO3)-1

KCl + O2 Al2O3 CO2 + H2O (HPO4)-2 + S + Cl-1 Medio básico.


28.6.

S + (SO4)-2 Medio ácido.

S2O3

29. En un proceso se pone a reaccionar los siguientes reactivos: CaF2 + H2SO4

CaSO4 + HF

Se tratan 6.0 kg de CaF2 con un exceso de H2SO4 y se producen 2.86 kg de HF. Calcule el porcentaje de rendimiento de HF

30. La producción de Óxido de Titanio, se da mediante la siguiente reacción: FeTiO3 + H2SO4

TiO2 + FeSO4 + H2O

En un proceso 8.00 x 103 kg de FeTiO3 produjeron 3.67 x 103 kg de TiO2. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento de la reacción?

31. ¿Qué peso de HCl debe agregarse para que reaccionen completamente 9.40 g de NaHCO3? HCl + NaHCO3

NaCl + CO2 + H2O

32. Balancear por el método redox: K 2Cr 2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + CrSO4 + K 2SO4

33. Balancear por el método redox, en medio ácido: HPO3-2 + BrO3-1 → Br -1 + H2PO4-1

34. Balancear por el método redox, en medio básico: P4 + ClO-1 → H2PO4-1 + Cl-1

35. Balancear por el método redox, en medio ácido: I2 + KNO3 → I-1 + KIO3 + NO3-1

36. Balancear por el método redox, en medio ácido: P4 + ClO-1 → PO4-3 + Cl-1

D. TERMOQUÍMCA 37. ¿Qué energía cinética en Btu tiene un vehículo con una masa de 2300 kg que se mueve a una rapidez de 10.0 ft/s? (1 Btu = 778.2 (ft) (Ibf ) y (1 lbf = 1 lb * 32,2 ft/s2)


38. Una carga que pesan 10 toneladas avanza a una velocidad de 6 ft/s. ¿Cuánta energía cinética tiene la carga en ft.1bf a esta velocidad? 39. ¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura? ¿Entre trabajo y energía? ¿Entre energía cinética y energía potencial? 40. ¿Cuál tiene más energía cinética, un automóvil de 1400 kg que se desplaza a 115 km/h, o un camión de 12000 kg que se desplaza a 38 km/h? 41. ¿Cuál es el signo de ΔH para una reacción exotérmica? ¿Y para una reacción endotérmica? 42. ¿Cuál de las siguientes condiciones tiene la mayor entalpía y cuál la menor a una temperatura dada: H2O(s), H2O(l) o H2O(g)? Explique su respuesta.

43. La reacción del acetileno con el oxígeno, que se utiliza para soldar metales, tiene un ΔH° = - 1255.5 kJ: C2H2(g) +

5 O (g) 2 2

H2O(g) + 2 CO2(g)

= -1255,5 kJ

ΔH°

¿Cuánto trabajo PV se realiza (en kilojoules) y cuál es el valor de ΔE (en kilojoules) para la reacción de 6.50 g de acetileno a presión atmosférica, si el cambio de volumen es de - 2.80 L? Recuerde que: Δ E = Δ H -

ΔV P

y que

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44. El cloruro de etilo (C2H5Cl), una sustancia usada como anestésico tópico, se prepara mediante la reacción del etileno con el cloruro de hidrógeno: C2H4(g) + HCl(g)

C2H5Cl(g)

ΔH°

= - 72,3 kJ

¿Cuánto trabajo PV se realiza (en kilojoules) y cuál es el valor de ΔE (en kilojoules) si se permite que reaccionen 89,5 g de etileno y 125 g de HCl a presión atmosférica, y el cambio de volumen es de - 71.5 L?

45. El aluminio metálico reacciona con el cloro con una emisión espectacular de chispas: 2 Al(s) + 3 Cl2(g)

2 AlCl3(s)

= - 1408,4 kJ

Δ H°

¿Cuánto calor (en kilojoules) se liberan con la reacción de 5,00 g de Al?


46. ¿Cuánto calor (en kilojoules) se libera o absorbe en la reacción de 1,0 g de Na con H2O? ¿La reacción es exotérmica o endotérmica? 2 Na(s) + 2 H2O(l)

2 NaOH(ac) + H2(g)

= - 368,4 kJ

Δ H°

47. ¿Cuánto calor (en kilojoules) se libera o absorbe en la reacción de 2,50 g de Fe2O3 con suficiente monóxido de carbono para producir hierro metálico? ¿El proceso es exotérmico o endotérmico? Fe2O3(s)

+ 3 CO(g)

2 Fe(s) + 3 CO2(g)

= - 24,8 kJ

Δ H°

48. ¿Cuánto calor (en kilojoules) se libera o absorbe en la reacción de 233,0 g de óxido de calcio con suficiente carbono para producir carburo de calcio? ¿El proceso es exotérmico o endotérmico? CaO(s) + 3 C(s)

CaC2(s) + CO(g)

= - 464,8 kJ

Δ H°

Este cuestionario es para revisar después que usted ha estudiado para la evaluación del tema estequiometría y termoquímica. Autoevalúese y determine si adquirió las competencias suficientes para dicha prueba.

Cuestionario Unidad 3

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