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Guía de Ejercicios: Estequiometría y Leyes Ponderales
I.- Verdadero y Falso. Justifique las falsas.
“molécula”. ( _____) 1.- La palabra “mol” es la abreviación de “molécula”. _____) 2.- Una ecuación química es la forma de representar un cambio físico. (_____) 3.- Que la masa de los reactantes deba ser igual a la masa de los productos, es una consecuencia consecuencia de la ley de Lavoisier. (_____) 4.- Una ecuación química puede darnos información acerca de la velocidad con que ocurre dicho proceso. (_____) 5.- Una ecuación química no indica, por sí sola, si el proceso al que está asociado consume o libera energía. (_____) 6.- Reactivo límite se denomina a aquel reactivo que no participa en la reacción. (_____) 7.- El peso molecular es sólo la suma de los pesos atómicos de los elementos que aparecen en la fórmula de la molécula. (_____) 8.- La cantidad real de una sustancia presente en cierta masa que se asume de ella, corresponde al concepto de pureza. (_____) 9.- El estudio cuantitativo de los reactivos y los productos en una reacción química, se conoce como estequiometria. (_____) 10.- Si un reactante o producto, en estado gaseoso, ocupa 22,4 L, en CNPT, podemos afirmar que existe un mol de esa sustancia. (_____) 11.- La masa equivalente corresponde a la masa de un elemento que se combina con 8 g de oxígeno u 1.008 g de hidrógeno. (_____) 12.- El peso atómico de un elemento químico se determina haciendo el promedio entre los productos de los números másicos de sus isótopos y sus respectivas abundancias. (_____) 13.- El rendimiento de una reacción es una relación porcentual entre lo que realmente se obtiene versus lo que teóricamente teóricamente se esperaba obtener. (_____)
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14.- La ley de las proporciones variables variables fue enunciada por J. B. Richter. (_____) 15.- La ley de los volúmenes de combinación combinación fue establecida por L. J. Gay-Lussac. (_____) 16.- La ley de Lavoisier se considera dentro de l as leyes ponderales. (_____) 17.- En las CNPT, se estable que la temperatura debe ser de 25°C. (_____) 18.- Numéricamente un mol se asocia con el número de Avogadro. (_____)
II.- Haga el balance de las siguientes ecuaciones químicas
19.-
SiH4(g )
Si
2( H 2(g )
(s )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
20.-
SO3(g )
SO
2( g ) O
2( g )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
21.-
Cr(s )
O2(g )
Cr2O3(s )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
22.-
Pb(NO3 )2(s )
PbO(s )
O2( g ) N
2( g ) O
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
23.-
NH4NO2(s )
N
2( g )
2O( g ) H
_____________________________________ ___________________ __________________________________ _______________________________ ________________________________ _________________
24.-
(NH4 )2 Cr2O7(s )
N
C r2O3(s )
2( g )
H 2O( g )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
25.-
H2S(g )
O2(g )
H2O(g )
SO2(g )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
3
26.-
N2
H 2 NH 3
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
27.-
B5H9(g )
O2(g )
B2O3(s )
H2O(g )
_____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ _________________
28.-
PF3(g )
H2O(l )
H2PO3( 3(ac )
HF(ac )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
29.-
P4O10(s )
H2O(l )
H3PO4(ac )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
30.-
C2H5OH(l )
O2(g )
CO2(g )
H2O(g )
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
31.-
Mg 3N2
H2O Mg(OH)2
NH3
____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
III.- Determine los pesos moleculares de las siguientes moléculas 32.- O3 (ozono) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 33.- P4 (Fósforo blanco) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 34.- P4O10 (Anhídrido de Fósforo (V)) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 35.- Pb3(CO3)2(OH)2 (Albayalde: Carbonato básico de Plomo) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 36.- BaSO4 (Sulfato de Bario) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
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37.- C6H12O6 (Glucosa) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 38.- NH4NO3 (Nitrato de Amonio) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 39.- H2O2 (Peróxido de Hidrógeno, Agua oxigenada) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________ 40.- CH3COOH (Ácido Acético, en solución acuosa se le conoce como “vinagre”) ____________________________________ _____________________________________________________ __________________________________ ________________________________ _______________ 41.- CuFeS2 (Sulfuro doble de Hierro y Cobre, forma parte del mineral llamado
“calcopirita”) ____________________________________ _____________________________________________________ _______________________________ ________________________________ __________________
IV.- Determinación de la fórmula empírica 42.- Se encontró por análisis químico que la composición centesimal de una sustancia es: Na = 43.4%; C = 11.3%; O = 45.3%. Determine su fórmula. 43.- Una sustancia muestra esta composición: C = 40.0%; H = 6.7%; O = 53.3%. Determine su fórmula molecular sabiendo que su peso molecular es 60 g/mol. 44.- Dos compuestos orgánicos han resultado ser de la misma composición cualitativa y cuantitativa: C = 42.3% H = 3.5% N = 16.5% O = 37.7% Pero el peso molecular de uno es 85 g/mol mientras que el de otro es aproximadamente 254 g/mol. Determinar la fórmula de cada uno. 45.- Determine la fórmula de dos compuestos cuya composición porcentual es respectivamente: Compuesto n°1: Na = 30.87% Cl = 47.65% O = 21.48% Compuesto n°2: Na = 21.59% Cl = 33.33% O = 45.08% 46.- El óxido de mercurio calentado, desprende el oxígeno que lo forma. Realizada esta operación con 5.23 g de óxido, se obtuvieron 4.84 g del metal. Determinar su fórmula. 47.-Por análisis químico se ha encontrado que 2.44 g de cierto óxido de cromo contienen 1.68 g de cromo. Determinar la fórmula de este óxido. 48.- Analizando el hidróxido de calcio resulta estar compuesto de 54.09% de Ca y 45.91% de grupos hidroxilo (OH). Determinar su fórmula.
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V.- Composición porcentual porcentual 49.- Calcule el % en peso de Al y de O que contiene el Al 2O3 50.- Calcule el % en peso de Fe y de O que contiene el FeO 51.- Calcule el % en peso de cada elemento que forma la sustancia HNO3 52.- Calcule el % en peso de H2O que contiene el FeSO4·7H2O 53.- Calcule el % en peso de Cr que contiene el K2Cr2O7 54.- Calcule el % en peso de KCl que contiene el KCl·MgCl2·6H2O
VI.- Problemas de estequiometría 55.- Las bolsas de aire para automóvil se inflan cuando se descompone rápidamente azida de sodio, NaN3, en los elementos que la componen según la reacción
2NaN3
2Na+3N2
¿Cuántos gramos de azida de sodio se necesitan para formar 5.00 g de nitrógeno gaseoso? 56.- Un producto secundario de la reacción que infla las bolsas de aire para automóvil es sodio, que es muy reactivo y puede encenderse en el aire. El sodio que se produce durante el proceso de inflado reacciona con otro compuesto que se agrega al contenido de la bolsa, KNO 3, según la reacción
10Na+2KNO 3
K2O+5Na2O+N2
¿Cuántos gramos de KNO3 se necesitan para eliminar 5.00 g de Na? 57.- El CO2 que los astronautas exhalan se extraer de la atmósfera de la nave espacial por reacción con KOH:
CO2 + 2KOH
K2CO3 + H2O
¿Cuántos kg de CO2 se pueden extraer con 1.00 kg de KOH? 58.- El octano se quema de acuerdo con l a siguiente ecuación: ecuación:
2C8H18 + 25O2
16CO2 + 18H2O
¿Cuántos gramos de CO2 se producen cuando se queman 5.00 g de C 8H18 59.-. ¿Qué masa de magnesio se necesita para que reaccione con 9.27 g de nitrógeno? (No olvide balancear la reacción.)
Mg + N2
Mg3N2
60.- La fermentación de glucosa, C 6H12O6, produce alcohol etílico, C 2H5OH, y dióxido de carbono:
6
C6H12O6(ac )
2C2H5OH(ac ) + 2CO2(g )
¿Cuántos gramos de etanol se pueden producir a partir de 10.0 g de glucosa? 61.- Desafío: Muchas sales tienen la propiedad de hidratarse, es decir, tomar moléculas de agua presentes en la humedad del aire e incorporarlas a su estructura. Es el caso del MgSO4, que se transforma en el sulfato de magnesio heptahidratado, cuya fórmula es MgSO4 7H2O. Esto significa que cada molécula de la sal tiene incorporadas 7 moléculas de agua. Si se dispone de 580 gramos de la sal heptahidratada, ¿Qué cantidad de la sal corresponde a agua? ∙
62.- El titanio es un metal fuerte, ligero y resistente a la corrosión, que se usa en la construcción de naves espaciales, aviones, motores de aviones y armazones de bicicletas. Este metal se obtiene a partir de la siguiente reacción reacción
TiCl4 + Mg
Ti + MgCl2
¿Cuánto Titanio (Ti), se obtendrá a partir de la reacción completa de 3000 Kg de TiCl 2, cuya pureza es de 93%? (Nota: No olvide verificar si la reacción está equilibrada) 63.-.El hidruro de calcio, CaH2, reacciona con agua para formar hidrógeno gaseoso:
CaH2
(s)
+ 2 H2O
Ca(OH)2
(ac)
+ 2 H2
(g)
Esta reacción se utiliza a veces para inflar balsas salvavidas, globos meteorológicos y cosas semejantes cuando se requiere un mecanismo sencillo y compacto para generar hidrógeno. ¿Cuántos gramos de H 2(g) se producirán a partir de la reacción de 196 g de CaH2? 64.- A partir de la l a siguiente ecuación: H2S Calcule:
(g)
+ O2 (g)
SO2 (g) + H2O
(g)
a. los moles de O2 necesarios para reaccionar reaccionar con 0,60 moles de H2S. b. los moles de SO2 producidos a partir de 0,60 moles H 2S. c. los gramos de O2 necesarios necesarios para reaccionar con 0,60 moles H2S. 65.- Calcule la cantidad de moles de monóxido de carbono (CO) necesarias para reducir 3 moles de óxido de hierro (III) y producir hierro metálico:
Fe2O3(s ) 3CO(g ) 2Fe(s ) 3CO2(g ) 66.- El disulfuro de carbono se quema en oxígeno y forma dióxido de carbono y dióxido de azufre.
CS2(l ) 3O 3O2(g )
CO2(g )
2SO2(g )
Calcule la cantidad de moléculas de O 2 que se necesitarían para consumir 500 moléculas de CS2. Calcule la cantidad de moles de moléculas de O 2 necesaria para consumir 5 moles de CS2.
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67.- Calcule la cantidad de moles de moléculas de oxígeno que se producen cuando se descompone el dióxido de manganeso en Mn 3O4 y O2.
3MnO2(s )
Mn O4(s )
3
O2(g )
VII.- Reactivo limitante 68.- Calcule la cantidad de moléculas de agua que se pueden preparar con 500 moléculas de H2 y 500 de O2.
2H2(g ) O2(g )
Mn3O4(s ) O2(g )
69.- Calcule la cantidad de P4S10 que se pueden producir con 0.5 moles de P 4 y 0.5 moles de S8.
4P4(s ) 5S8(s )
4P4S10(s )
70.-Calcule la cantidad de moles de dióxido de nitrógeno, NO2, que se podrían preparar con 0.35 moles de óxido de nitrógeno y 0.25 moles de oxígeno.
2NO(g ) O2(g ) 2NO2(g ) Diga cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso 71.- Calcule la masa de cloruro de hidrógeno que se puede producir con 10.0 g de hidrógeno y 10.0 g de cloro.
H2(g ) Cl Cl2(g )
2HCl(g )
72.- Calcule la masa de nitruro de calcio,Ca 3N2, que se puede preparar con 54.9 g de calcio y 43.2 g de nitrógeno.
3Ca(s )
N2(g )
Ca3N2(s )
