Explorando el maravilloso mundo de la ciencia

Talleres de nivelación y refuerzo

1.     Clasifique las siguientes ecuaciones como endotérmicas(EN) y exotérmicas (EX):

a.      (      ) CO2  +  2H2O    ® CH+ 2O2       DH  =    +890,4 KJ

b.      (     ) NH3 +  HCL   ®   NH4Cl      DH = -1769 KJ

c.       (      ) SF4 + 2H2O     ®   SO2 + 4HF     DH = -827,5 KJ

d.      (      ) N2O4     ®   2NO2         DH  = +580 KJ

e.      (      )   C + O2    ®    CO2      DH = - 94.05 Kcal

f.        (      ) N2H4 O2   ®   N2 + 2H2O      DH = -622.4 Kj

g.      (      ) CaCO3 +   42 Kcal   ® CaO   + CO2

h.      (      ) N2 + 3H2    ® 2NH3        DH = -92.4 KJ

i.        (      ) NH3 +  HCL   ®   NH4Cl +176 KJ

 

2.       La hidrazina N2H4, es un líquido que se utiliza como combustible en cohetes espaciales, debido al elevado calor que libera su reacción de combustión:

N2H4(l) + O2(g)   ® N2(g) + 2H2O       DH = -622,4 KJ 

a.       Calcule la cantidad de calor liberada por la combustión de 1.0 gramos de hidracina.

b.      Dé su respuesta en Kcal.  

3.       La siguiente reacción es altamente exotérmica:

N2H4 + 2H2O2   ® N+ 4H2O +153 Kcal

a.       Cuánto calor se libera por la reacción de 3 moles H2O2?

b.      Cuánto calor se libera al producir 5 moles de N2?

c.       Cuánto calor se liberará por la reacción de 3 moles de N2H4?

 4.       En la atmósfera el SO3 se disuelve en agua para dar H2SO4, mediante la siguiente ecuación:

a.       SO3 + H2O   ® H2SO4 + 31 Kcal

b.      Cuántas kilocalorías se desprenden al reaccionar 30 g de SO3 con agua?

c.       Cuántas calorías se desprenden al formarse 2 moles de H2SO4?

5.       Dada la reacción 3C  + 2FeO3 + 110.8 Kcal   ® 4Fe + 3CO2 y reactivos en cantidad suficiente.

a.       Cuántas moles de CO2 se producen al suministrar 221.6 Kcal

b.      Cuántas moles de hierro se producen al suministrar esta cantidad de calor?

c.       Cuántas calorías es necesario suministrar para obtener 60 gramos de CO2?

d.      Cuántas calorías se requieren para producir 111.6 gramos de Fe?

e.      Enuncie y explique en qué consiste la ley de Hess?

 6.       Calcule la capacidad calórica de un calorímetro, si en un experimento se produjeron 22.4 KJ de energía y una diferencia de temperatura de 1.5 °C.

  1.      Cuál es el incremento de la temperatura del agua en un calorímetro, si su capacidad calórica C es de 14 KJ/°C y en un experimento se produjeron 30 KJ de calor a partir de una reacción en la cámara de reacción.

 1.      Cuántas calorías harán falta para cambiar la temperatura de 508 g de hierro de 25°C a 85°C. (El calor específico del hierro es 0,108 Cal/g°C

7.       Para cada una de las siguientes ecuaciones calcule el DHf. Utilice los datos de la siguiente tabla:

 

ENTALPIAS DE FORMACIÓN PARA ALGUNAS SUSTANCIAS A 25°c Y 1 ATMOSFERA

COMPUESTO

DHf    en KJ/mol

CH4 (g)

74.85

CO2 (g)

393.5

H2(g)

241.8

H2(l)

285.9

PCl (g)

319.6

N2(g)

81.6

CO (g)

-110.5

HgO (s)

60.8

O3 (s)

142.3

CaCO3 (s)

1206.9

CaO (s)

-635.5

MgO  (s)

-601.83

MgCO3 (s)

-1113.0

H2S (g)

-20.2

SO2 (g)

-296.9

C2H4 (g)

52.30

HCl (g)

-92.30

Al2O3 (s)

-1669.8

NH3 (g)

-46.19

NH4Cl (s)

-314.4

Fe3O4 (s)

-1117.1

FeO (s)

-271.9

MnO2 (s)

-519.6

MnCl2 (s)

-482.0

KCl (s)

-435.9

KClO3 (s)

-391.2

a.       C2H4(g) + 3O2(g)    ® 3CO2(g) + H2O(g)

b.      F2(g) + HCl(g) ® 2HF(g) + Cl2(g) :   DH HF = -268,6 KJ/mol

c.       4Al(s) + 3O2(g) ® 2Al2O3(s)

d.      Fe3O4(s) + CO(g) ® 3FeO(s) + CO2(g)

e.      MnO2(s) + HCl (g) ® MnCl2(s) + H2O(l) + Cl2(g)

 8.     La siguiente rejilla contiene información acerca de la energía y las reacciones químicas. Analícela y conteste las preguntas que se formulan a continuación:

 

1

Q = m.c. Dt

2

Ley de Hess

3

DH 0

4

DH 0

5

Entalpia

6

Calorimetría

 

a.       Qué significa cada término de la ecuación de la casilla 1?

b.      Escriba una frase con sentido qu{imico acerca de las desigualdades de las casillas 3 y 4

c.       Escriba una frase relacionando la información de las casillas 3, 4 y 5

d.      Relacione la  información de la casilla 2 con la entalpía de los productos y de los reactvo

 

Competencia interpretativa:

1.      El cloro y metano reaccionan para formar el cloroformo, según la siguiente reacción:

 

Para cada uno de los siguientes casos, establezca cuál es el reactivo límite

a.      1,5 moles de cloro (Cl2) y 1,5 moles de CH4

b.      2,0 moles de cloro (Cl2) y 3 moles de CH4

c.       0,5 moles de (Cl2) y 0,20 moles de CH4

d.      0,2 moles de (Cl2) Y 0,3 moles de CH4

e.       2,0 moles de (Cl2) y 7 moles de CH4

2.      Dada la siguiente ecuación estequiométrica

CaH2 + 2H2 Ca(OH)2 + 2H2

Establezca en cada caso cuál es el reactante límite

a.      10 gramos de CaHy 50 gramos de H2O

b.      0,1 gramos de CaHy 0,5 gramos de H2O

c.       500 gramos de CaHy 200 gramos de H2O

d.      200 gramos de CaHy 500 gramos de H2O

e.       1 kilogramo de CaHy 3 kilogramos de H2O

3.      Calcule la máxima cantidad de cloroformo, CHCl3, que se puede producir en las 3 primeras combinaciones del ejercicio 1 y 2. ¿Cuál es el reactivo que está en exceso y cuánto sobra en cada caso?

 

4.      ¿Cuál es la cantidad máxima de H2 qué puede obtenerse en las 3 primeras combinaciones del ejercicio 2? ¿Cuál es el reactivo que está en exceso y cuánto queda en cada caso?

 

5.      El nitruro de magnesio se produce mediante la siguiente reacción:

3Mg + N2  Mg3N2

a.      ¿Cuánto nitruro se produce a partir de 126 gramos de Mg y 82 gramos de N2.

b.      ¿Cuál es el reactivo en exceso y cuánto queda?

6.      Cuando se calienta Cu en presencia de S se produce Cu2S. ¿Cuánto sulfuro de cobre se produce a partir de 100 gramos de Cu y 50 gramos de S?

2Cu + S    Cu2S

a.      ¿Cuál es el reactante límite?

b.      ¿Cuánto queda de reactivo en exceso?

 

1.      En la manufactura de aditivos para la gasolina, pesticidas y otros productos se utiliza con frecuencia el tricloruro de fósforo PCl3, cuya obtención se logra por reacción entre los elementos constituyentes:

P4(s)  + 6Cl2(l)   ® 4PCl3(l)

Calcule la cantidad en gramos de PCl3 que se obtiene a partir de 186 g de Fósforo. Si el       rendimiento del proceso es de un 80%

1.       

2.      Sus características de opacidad e inocuidad hacen que el óxido de titanio (IV) TiO2 se utilice extensamente como pigmento blanco en la fabricación de plásticos, pinturas y productos similares. Dicho compuesto se obtiene por tratamiento del mineral ilmenita (FeTiO3) con ácido sulfúrico, según la ecuación:

FeTiO3 + H2SO4   ®   TiO2 + FeSO4 + H2O

Cuando se trataron 500 Kg de ilmenita se obtuvieron 250 Kg de TiO2. ¿Cuál fue el      

rendimiento de la ecuación?

3.      La nitroglicerina C3H5N3O9, es un poderoso explosivo cuya descomposición obedece a la ecuación:

4C3H5N3O9(l) ®   6N2(g) + 12 CO2(g) + 10H2O(g) + O2(g)

      En cierta explosión se liberaron 17,2 de nitrógeno:

a.      Cuánta nitroglicerina se consumió, si la eficiencia de la reacción fue de un 93%.

4.      El estaño se obtiene industrialmente por la reducción con carbón; del mineral llamado casiterita; que contiene öxido de estaño (IV), SnO2, la ecuación es:

SnO2 + 2C   ®   Sn + 2CO

a.      ¿Cuántas toneladas de estaño del 89% de pureza se obtendrán a partir de 113 toneladas de casiterita que contiene 80% de SnO2?

5.      Algunos carbones contienen azufre en forma de pirita FeS2. Al quemar el carbón, este compuesto produce el contaminante atmosférico SO2:

4FeS2 + 11º2   ® 2Fe2O3 + 8SO2

      ¿Cuántos kg de SO2, se producen de 10 ton de un carbón que contiene 5% de FeS2?

6.      La mezcla del perclorato de amonio NH4ClO4, y alumino ha sido utilizada como combustible de algunos cohetes espaciales por propiciar la reacción:

3NH4ClO4(s) + 3Al(s)   ®   Al2O3(s) + AlCl(3)(s) + 3NO(g) + 6H2(g)

¿Cuántos kilogramos de perclorato de amonio deben utilizarse en la mezcla pro cada kilogramo de aluminio?

7.      Las bolsas de aire que se utilizan para prevenir lesiones en accidentes de automóviles contienen azida de sodio, NaN3, que se descompone rápidamente en sus elementos cuando hay impacto violento. La reacción es entonces:

2NaN3(s)   ®   2Na(s) + 3N2(g)

Cuántos gramos de NaN3 se requieren para generar 252 g de N2 si la eficiencia de la reacción       es del 83%?

8.      Para prevenir la osteoporosis en mujeres de edad, se suelen recetar Medicamentos que contienen suplementos de calcio, por ejemplo, carbonato de calcio. CaCO3. Este compuesto se disuelve en el estómago al reaccionar con el ácido clorhídrico allí presente, según la ecuación:

CaCO3(s) + HCl(ac)   ®   CaCl2(ac) + CO2(g) + H2O(l)

Como se indica, el cloruro de calcio no se produce en forma sólida, sino que queda disuelto y,   aún más, separado en su iones Ca2+ y Cl-. Los iones calcio se incorporan después al torrente sanguíneo y eventualmente llegarán a los huesos para cumplir su función fortalecedora.

Con base en la ecuación dada, ¿Cuántos miligramos de calcio provenientes de una pastilla de 5000 mg de CaCO3 serán asimilados por los huesos, si suponemos que el grado de asimilación es del 62%?

9.      El peróxido de hidrógeno, H2O2, tiene numerosas aplicaciones, que van desde antiséptico (en soluciones muy diluídas) hasta agente de blanqueo en textiles y, aún, explosivos. Pequeñas cantidades se pueden preparar en el laboratorio por reacción entre el peróxido de bario y un ácido como el clorhídrico:

BaO2(s) + 2HCl(ac)   ®   CaCl3(ac) + CO2(g) + H2O(l)

En alguna oportunidad se obtuvieron 27,5 g de H2O a partir de 154 g de BaO2 impuro. Calcule el porcentaje de pureza del BaO2.

10. Por la capacidad que tienen de neutralizar el ácido clorhídrico que secreta el estómago, el bicarbonato de sodio, el hidróxido de magnesio y el hidróxido de aluminio son componentes comunes de numerosos medicamentos antiácidos las reacciones que producen son las siguientes:

NaHCO3 + HCl   ®   NaCl + C O2 + H2O

                                       Mg(OH)2 + 2HCl   ®   MgCl2 + 2H2O

                                       Al(OH)3 + 3HCl   ®   AlCl3 + 3H2O

Si midiéramos la eficacia de un antiácido por la cantidad de HCl que es neutralizarla por un 1   g del ingrediente activo, Cuál de los tres compuestos citados será el más eficaz?. (Indique el valor calculado para cada compuesto)

11. Analiza la siguiente información y contesta las preguntas que se formulas a continuación

1

Rendimiento teórico

2

Estequiometría

3

100

4

Razón molar

5

 

6

Porcentaje de rendimiento

 

a.      Qué información falta en la casilla 5 para que, junto con la de las casillas 1, 3 y 6 se obtenga la expresión matemática de porcentaje de rendimiento.

b.      ¿Cómo se define la expresión de la casilla 4?

c.       Escriba una frase con sentido químico con el término de la casilla 2

d.      ¿Qué diferencia hay entre la expresión de la casilla 1 y de la casilla 6?

 

1.       Escriba las letras que faltan para completar el concepto correspondiente a cada definición. Luego, traslada las letras al recuadro de la ubicación del número respectivo y descifra el mensaje oculto.

a.       Mezcla de gases presentes en la atmósfera      

                                                                                  __ __ __ E

                                                                                  1    2    3

b.      Temperatura que equivale a   -273                      

                                                                                     __ __ __ 0 / __ __ __ __ __ U __   __

                                                                                     1    2    3      7    8    9 10 11     12   13

c.       Gas atmosférico que nos protege de la radiación solar:                    

                                                                                       __   Z __   __   __

                                                                                       14      15   16   17

d.      Mezcla de humo u niebla que se forma en el aire                                  

                                                                                           __   __   __ G

                                                                                           18   19   20

e.      Fuerza ejercida sobre una unidad de superficie                                    

                                                                                              __   __   E __   __   __ __

                                                                                              21   22     23   24   25   26

f.        Espacio que ocupa un cuerpo                                                         

                                                                                                V __   __ U __   __   __

                                                                                                    27   28    29   30   31

g.       Precipitaciones más ácidas que las normales                          

                                                                                                  __   __ U V __   __   / __   __   __   __   __

                                                                                                  32   33        34   35     36   37   38   39   40

h.      Durante la combustión el oxígeno actúa como                        

                                                                                                   __   __   __   __ U __   __   __   __   __  

                                                                                                   41   42   43   44     45   46   47   48   49  

i.         Energía del viento que puede transformarse en electricidad                                           

                                                                                                     __   __ L I __   __

                                                                                                     50   51      52   53

j.        Sobrecalentamiento de la corteza terrestre que afecta las condiciones del tiempo atmosférico:

                                    __   __ E __   __   __   /   I __ V __ R __   __   __   __ R __

                                    54   55    56   57   58          59    60     61   62   63   64   65

 

57

14

D

13

9

 

39

50

44

54

M

15

S

 

56

27

10

P

30

6

1

45

 

37

51

26

 

32

7

 

D

46

23

4

O

31

12

62

M

34

16

A

C

2

17

61

63

60

 

33

36

 

A

48

29

25

18

55

5

22

A

 

T

42

19

53

47

D

20

41

58

59

52

24

49

N

C

38

35

 

D

64

11

 

21

3

65

8

28

E

43

40

2.      Para cada uno de los enunciados escriba dentro del paréntesis la letra V si es verdadero o F si es falso

1.       (       )   Una atmósfera de presión es aproximadamente igual a un bar

2.       (       )   Si dos muestras de gases diferentes tienen igual peso y están en las mismas condiciones de

3.       temperatura y presión, su volúmen también será el mismo

4.       (       )   La unidad SI de presión es el pascal

5.       (       )   Se tienen volúmenes iguales de dos gases a la misma temperatura y presión. El número de

6.       moléculas del gas menos pesado es mayor

7.       (       )   El volúmen ocupado por una mol de CO2 a condiciones normales es 22 veces mayor que el

8.       ocupado por una mol de H2 a las mismas condiciones

9.       (       )   El volúmen de un gas es siempre el mismo del recipiente que lo contiene

10.   (       )   Las condiciones normales de un gas son 1 atm- y 0°C

2.      Marque la respuesta correcta con una X sobre la letra:

1.        La altura de una columna de mercurio de 1 cm de diámetro al nivel del mar es de 760 mm. Si el diámetro se duplica, al altura del mercurio será:

a.       762 mm                 b. 380 mm                c. 1520 mm                       d. Depende de la temperatura        

2.       Se tienen 100 mL de un gas en un cilindro y se pasan a otro recipiente de 500 mL. El volúmen del gas será entonces:

a.       100 mL                         b. 600 mL                           c. 500 mL                            d. 500/100 mL

3.       El volúmen ocupado por 0,1 mol de un gas ideal a 1 atm y 0°C, es

a.       0,448 L                         b. 22,4 L                              c. 4,48 L                              d. 2,24 L

4.       Un torr es equivalente a:

a.       1 mm/Hg