GUIA DE PROBLEMAS No. 5: ECUACIONES QUÍMICAS Y ESTEQUIOMETRÍA Prob. No. 1 Balancear las siguientes ecuaciones químicas: a. BCl2 + P4 + H2
BP + HCl
b. C2H2Cl4 + Ca(OH)2
C2HCl3 + CaCl2 + H2O
c. (NH4)2Cr2O
N2 + Cr2O2 + H2O
!. "n3#b2 + H2O
"n(OH) 2 + #bH3
e. HClO4 + P4O
%$H3PO4 + Cl2O
&. C'HCl + #iCl4 + Na
(C'H)4#i + NaCl
g. #b2#3 + HCl
H3#bCl' + H2#
. *Br + NH3
N*3 + NH4Br
i. r,2 + H2O
r + O2 + H,
-. Na2CO3 + C + N2
NaCN + CO
. 4,e(CN)' + H2#O4 + H2O CO l. ,e(CO) + NaOH
2#O4 + ,e#O4 + (NH4)2#O4 + Na2,e(CO)4 + Na2CO3 + H2O
ll. H3PO4 + (NH4)2/oO4 + HNO3 H2O
(NH 4)3PO40$2/oO3 + NH 4NO3 +
m. NH3 + O2
N2 + H2O
n. ,e# + O2
,e2O3 + #O2
o. CH'O2 + O2
CO2 + H2O
Prob. No. 2 Balancee las siguientes ecuaciones químicas: a. b. c. !. e. &.
C + O2 CO + O2 H2 + Br2 + H2O /g + O2 O3
CO CO2 HBr OH + H2 /gO O2
g. H2O2 H2O + O2 . N2 + H2 NH3 i. "n + 1gCl "n Cl2 + 1g -. #2 + O2 #O2 . NaOH + H2#O4 Na2#O4 + H2O l. Cl2 + Na* NaCl + *2 m. OH + H3PO4 3PO4 + H2O n. CH4 + Br2 CBr4 + HBr
Prob. No. 3 Balancee las siguientes ecuaciones químicas: a. b. c. !. e. &. g. . i. -. . l. m. n.
ClO3 NO3 NH4NO3 NH4NO2 NaHCO3 P4O$% + H2O HCl + CaCO3 1l + H2#O4 CO2 + OH CH4 + O2 Be2C + H2O Cu + HNO3 # + HNO3 NH3 + CuO
Cl + O2 NO2 + O2 N2O + H2O N2 + H2O Na2CO3 + H2O + CO2 H3PO4 CaCl2 + H2O + CO2 1l2(#O4)3 + H2 2CO3 + H2O CO2 + H2O Be(OH)2 + CH4 Cu(NO3)2 + NO + H2O H2#O3 + NO + H2O Cu + N2 + H2O
Prob. No. 4 Consi!rese la combustin !el moni!o !e carbono (CO) con oigeno gaseoso: CO + O2 CO2 #i la reaccin se inicia con 3.' moles !e CO5 calcule el n6mero !e moles !e CO2 que se 7ro!ucen si a8 su9ciente oigeno 7ara
%e CO2 4.
reaccionar con to!o el CO.
Re!. 3." #o$e
l tetracloruro !e silicio (#iCl 4) se 7ue!e 7re7arar 7or calentamiento !e #i en cloro gaseoso #i + Cl2 #iCl4 n una reaccin se 7ro!ucen %.% mol !e #iCl 4 ;Cu
C$2
. Cuan!o se calienta el 7ol?o 7ara ornear (i!rogenocarbonato !e so!io5 NaHCO3)5 libera !ii!o !e carbono gaseoso5 que es el res7onsable !e que se es7on-en el 7an5 las galletas 8 las !onas. (a) scribir la ecuacin balancea!a 7ara la !escom7osicin !e !ico com7uesto (uno !e los 7ro!uctos es Na 2CO3)5 (b) Calcule la masa !e NaHCO3 que se requiere 7ara 7ro!ucir 2%. g !e CO 2
Re!. '(.2' ) %e N*+CO 3
'. Cuan!o el cianuro !e 7otasio (CN) reacciona con aci!o se !es7ren!e un gas ?enenoso mortal5 el cianuro !e i!rogeno (HCN)@ la ecuacin es la siguiente: CN + HCl Cl + HCN Calcule la canti!a! en gramos !e HCN que se &ormara si una muestra !e Re!. &.&" ) %.$4% g !e CN se trata con un eceso !e HCl.
+C$
. Aa &ermentacin es un 7roceso químico com7le-o que se utili=a en la manu&actura !e los ?inos5 en la que la glucosa se con?ierte en etanol 8 !ii!o !e carbono C'H$2O' C2HOH + CO2 #i se em7ie=a con %%.4 g !e glucosa5 ;Cu Re!. 255.'" ), &.314 ensi!a! !el etanol %.D gEml
$-ro
. urante mucos aFos5 la recu7eracin !el oro5 es !ecir5 la se7aracin !el oro !e otros materiales5 im7lico el uso !e cianuro !e 7otasio (CN) 1u + CN + O2 + H2O
1u(CN)2 + OH
;Cu
/CN
etraer 2D g (alre!e!or !e $ on=a) !e oro> Re!. 1.1( #o$ %e
D. Aa 7ie!ra cali=a (CaCO3) se !escom7one 7or calentamiento5 en cal ?i?a (CaO) 8 !ii!o !e carbono. Calcule cuantos gramos !e cal ?i?a se
7ro!ucen a 7artir !e $ g. !e 7ie!ra cali=a.
C*O
Re!. 5"&.& )
$%.l oi!o nitroso (N 2O)5 tambin llama!o Ggas ilarante5 se 7ue!e 7re7arar 7or la !escom7osicin trmica !e nitrato !e amonio (NH4NO3). l otro 7ro!ucto es agua. (a) scriba una ecuacin balancea!a 7ara esta ecuacin. (b) ;Cu
Re!. '.&4 ) N2O
$$.l &ertili=ante sul&ato !e amonio (NH 4)2#O4 se 7re7ara me!iante la reaccin !e amoniaco con aci!o sul&6rico: NH3 + H2#O4
(NH4)2#O4
;Cu
$% g.
Re!. 2.5' 0 1&' /). %e
!e (NH4)2#O4>
N+3
$2.In mto!o com6n 7ara la 7re7aracin !e oigeno gaseoso en el laboratorio utili=a la !escom7osicin trmica !el clorato !e 7otasio (ClO3). Consi!rese que la !escom7osicin es com7leta 8 calcule el numero !e gramos !e O 2 gaseoso que se obten!rían a 7artir !e Re!. 1(.o2 ) 4'.% g. !e ClO3 (Aos 7ro!uctos son Cl 8 O 2).
%e O0-)eo
$3.l gas cloro 7ue!e sinteti=arse en el laboratorio usan!o la reaccin entre el aci!o clorí!rico 8 el oi!o !e manganeso (*J). Cuan!o %.4 moles !e HCl reaccionan con eceso !e /nO 2 @ (a) ;Cu@ (b) ;Cu HCl + /nO2
C$2
/nCl2 + H2O + Cl2
Re!. * &.12 #o$ C$2 b (.43 )
$4.l oi!o !e bismuto reacciona con carbono 7ara &ormar bismuto met (b) ;Cu
%e B-
Re!. * &.13 #o$e %e B-2O3 b &.2" #o$
$. l nitrato !e 7otasio se !escom7one 7or calentamiento 7ro!ucien!o oi!o !e 7otasio sli!o5 nitrgeno 8 oigeno. NO3 2O + N2 + O2 Para 7ro!ucir $.3 g !e oigeno. ;Cu ;Cu
Re!. 33.'5 #o$e %e /NO3 3412.13 ) %e
/NO3
$'.l oi!o !e cromo (***) reacciona con el gas sul&uro !e i!rogeno (H2#) 7ara &ormar sul&uro !e cromo (***) 8 agua. Para 7ro!ucir 3.4 g !e Cr2#3 (a) ;Cu (b) ;Cu Cr2O3 + H2# Cr2#3 + H2O
Re!. * &.42 #o$ Cr2O3 b "3.3( )
%e Cr2O3
$.Calcular la masa !e ca!a 7ro!ucto &orma!o cuan!o '.%2 g !e !iborano (B 2o') reaccionan con agua en eceso: B2H' + H2O
H3BO3 + H2
Re!. 2'.22 ) +3BO3: 2."42
) %e +2
$.Calcular la masa !e ca!a 7ro!ucto &orma!o cuan!o '.3 g !e sul&uro !e 7lata reaccionan con aci!o clorí!rico en eceso. 1g2# + HCl
1gCl + H2#
Re!. .((" ) %e A)C$, 11.(44 )
%e +2S
$D.l &s&oro elemental se encuentra como molcula tetraatomica (P 4) ;Cu P4 + Cl2
) %e CL2
PCl
Re!. 143(.5'
2%./ucos metales reaccionan con el oigeno 7ara &ormar el oi!o met@ (b) ;Cu@ (c) ;Cu@ (!)>Cuantos gramos !e CaO 7ue!en 7ro!ucirse>
Re!. * &.1&5 #o$ C*O, b &.1&& #o$ %e C*O, 6 O 2 L-#-*e, % 5." ) %e C*O
2$.Aos i!ruros met (b) ;Cu@ (c) ;Cu@ (!) ;Cu
Re!. * &.112 #o$ %e + 2, b &.2"' #o$ +2 6 Sr+2
Re*6-7o L-#-*e, % &.224 ) %e + 2
22. Calc6lese el n6mero m<imo !e moles 8 gramos !e H 2# que 7ue!en &ormarse cuan!o $'.% g !e sul&uro !e aluminio reaccionan con $2.% g !e H 2O 1l2#3 + H2O 1l(OH)3 + H2# ;Cu
Re!. ".1"4 ) %e +2O e
e06eo
23.Cuan!o %.$%% mol !e C se queman en un reci7iente cerra!o con .% g !e O2 ;Cu ;Cu C + O2
CO2
Re!. Se 8or#* 4.4 ) %e CO2 E$ O0-)eo e* e e06eo 9 Sobr* 4.() %e O2 24.Ina me=cla !e %.%3D g !e i!rogeno 8 %.%$ moles !e oigeno en un reci7iente cerra!o se encien!e una cis7a 7ara iniciar una reaccin. ;Cu;Cual es el reacti?o que est< en eceso 8 cuantos gramos !e l sobran al 9nal !e la reaccin> H2 + O2
H2O
Re!. &.323 ) %e + 2O, O0-)eo e* e e06eo, obr*
&.2'3 ) %e O2
2.l oi!o nítrico reacciona inme!iatamente con el oigeno gaseoso 7ara &ormar !ii!o !e nitrgeno (NO 2)5 un gas ca& oscuro: NO + O2
NO2
n un e7erimento se me=claron%.' mol !e NO con %.%3 mol !e O2 ;Cu
%e
Re!. Re*6-7o L-#-*e e$ O2 , e !ro%6e &.5&3 #o$ NO2
2'. l 7ro7ano (C 3H ) es un com7uesto !el gas natural 8 se utili=a 7ara cocinar 8 7ara la cale&accin !omestica. (a) ;Cu #u7onga que en esta reaccin el oigeno es el reacti?o en eceso. C3H + O2
CO2 + H2O
4(1.( ) CO2
Re!.
2. l Kuoruro !e i!rgeno se utili=a en la manu&actura !e los &reones (los cuales !estru8en la ca7a !e o=ono)5 8 en la 7ro!uccin !e aluminio met
Ca#O4 + H,
n un 7roceso5 se tratan '.%% g !e Ca, 2 con un eceso !e H 2#O4H2 8 se 7ro!ucen 2.' g !e H,. Calcule el 7orcenta-e !e ren!imiento !e H,
Re!. 2.5;
2. Aa nitroglicerina es un e7losi?o mu8 7otente. !escom7osicin 7ue!e re7resentarse 7or la ecuacin C3HN3OD
N2 + CO2 + H2O +
#u
O2
sta reaccin genera una gran canti!a! !e calor 8 mucos 7ro!uctos gaseosos5 la ?elo= &ormacin !e estos gases5 así como su r<7i!a e7ansin es lo que 7ro!uce la e7losin (a) ;Cu (b) Calcule el L !e ren!imiento si se encuentra que la canti!a! !e O 2 7ro!uci!a &ue !e '.g>
Re!. * '.&4( ) %e O2 b
2.3;
2D. l oi!o !e titanio (*J) MiO 2 es una sustancia blanca que se 7ro!uce 7or la reaccin !e H 2#O4 con el mineral ilmenita ,eMiO 3
,eMiO3 + H2#O4
MiO2 + ,e#O4
#us 7ro7ie!a!es !e o7acisi!a! 8 no toici!a! lo ace una sustancia i!nea como 7igmento en 7l
('.23;
3%.l etileno (C 2H4) un im7ortante reacti?o químico in!ustrial5 se 7ue!e 7re7arar calentan!o eano (C 'H$4) a %%C C'H$4
C2H4 + Otros Pro!uctos
#i el ren!imiento !e la 7ro!uccin !e etileno es !e 42.L ;u masa !e eano !ebe utili=arse 7ara 7ro!ucir 4$ g !e etileno>
Re!. 34'".14 )
+e0*o
No*: L* e6*6-oe %e $o -)-ee !rob$e#* o e< b*$*6e*%*. Prob. No. 5 Consi!erar la combustin !el alcool amílico5 C H$$OH. CH$$OH + O2
CO2 + H2O
a. ;Cu b. ;Cu c. ;Cu !. ;Cu Re!. (a) . moles !e O2 (b) %.% moles !e H2O (c) 22% g !e CO2 (!) 2.4D g !e CO2
Prob. No. " In genera!or 7ort
Ca(OH)2 + H2
;Cu Re!. 4. g !e H 2 Prob. No. ' l 8o!o se obtiene me!iante la reaccin:
2Na*O3 + NaH#O3
3NaH#O4 +2N12#O4 + H2O + *2
Para obtener una libra !e 8o!o5 ;Cu Re!. $.' lb Na*O35 2.% lbs NaH#O4
Prob. No. (
;u 7eso !e oi!o &errico se 7ro!ucir< al oi!ar com7letamente $%% g !e ierro> ,e + O2 ,e2O3
Re!. $43g Prob. No.
n un motor a reaccin alimenta!o con butano5 C 4H$% ;Cu
C4H$% + O2 Re!. 3. g.
CO2 + H2O
Prob. No. 1& Pue!e &abricarse econmicamente cloro7icrina5 CCl 3NO2 7ara utili=arlo como insectici!a me!iante un 7roceso que utili=a la reaccin: CH3NO2 + CA2
CCl3NO2 + HCl
;Cu Re!. $' g
Prob. No. 11 l alcool etílico (C2HOH) se obtiene 7or &ermentacin !e la glucosa (C'H$2O') seg6n in!ica la ecuacin: C'H$2O'
C2HOH + CO2
;Cu Re!. $%2% lb
Prob. No. 12 n el 7roceso /on! 7ara la 7uri9cacin !el níquel5 se 7ro!uce el níquelcarbonilo ?ol
Ni(CO)4
;Cu Re!. $.D$ lb CO
Prob. No. 13 l sul&uro !e carbono C#2 7ue!e obtenerse a 7artir !el sub7ro!ucto #O2. Aa reaccin es: C + #O2
C#2 + CO
;Cuanto C#2 7ue!e 7ro!ucirse !e 4% lb !e #O 2 con eceso !e coque (CO)5 si la con?ersin !el #O 2 es !el 2L> Re!. 2$D lb
