Estequiometría. Ejercicios - IES Al

ESTEQUIOMETRÍA
1º BCNA
Procesos a seguir en los cálculos estequiométricos:
1. Formular y ajustar la correspondiente ecuación química.
2. Establecer los factores de conversión entre datos e incógnitas.
3. Aplicar la ecuación de Clapeyron, en caso necesario.
Rendimiento (%) = Producto real . 100 / Producto teórico
Producto real = Producto teórico . rendimiento / 100
Cálculos estequiométricos mediante factores de conversión:
1. Conversión de gramos en moles.
2. Multiplicar por la relación de equivalencia entre sustancias.
3. Conversión de moles en gramos, o de su equivalente en litros, si se trata de una sustancia
gaseosa
Ecuaciones iónicas:
En las ecuaciones iónicas ajustadas han de cumplirse las leyes de conservación de la masa y de
la carga eléctrica
1.- El amoníaco (gas) se obtiene industrialmente por reacción del nitrógeno con el hidrógeno.
Dentro de un recipiente se introducen 30 moles de nitrógeno y 30 moles de hidrógeno. Calcular
los moles que quedan sin reaccionar de cada especie química, una vez se han obtenido 10 moles
de amoníaco.
(Sol. 25 moles de nitrógeno y 15 moles de hidrógeno).
2.- Si se queman 200 kg de butano (C4H10), calcular:
a) El volumen de oxígeno necesario en c.n. para su combustión.
b) El volumen de aire necesario en c.n. para su combustión.
c) La masa de dióxido de carbono obtenido.
d) El volumen de dióxido de carbono obtenido en c.n. y obtenido si la reacción se verificase a
25ºC y 1 atm.
e) El número de moles de agua obtenidos.
f) El número de moléculas de vapor de agua obtenidas.
Dato : El aire contiene un 21% en volumen de oxígeno,
(Sol. 2633,3 ;3.333,3 L de aire; 733,92 g de CO2; 373,6 L de CO2; 407,6 L de CO2; 20.76
moles de agua; 1,25.1025 moléculas de agua).
3.- Al hacer saltar una chispa eléctrica a una mezcla de hidrógeno y oxígeno, se obtiene agua.
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Se tiene inicialmente una mezcla formada por 100 ml de hidrógeno y 100 ml de oxígeno.
Calcular el volumen final una vez los gases han reaccionado, si todos estos están medidos en
iguales condiciones de presión y temperatura. (Sol. 150 ml)
4.- Supóngase la reacción:
Sulfuro de Cinc (s) + Oxígeno (g)
Óxido de Cinc + Dióxido de Azufre (g)
Se hacen reaccionar 10 g de sulfuro de cinc con 20 litros de oxígeno, medidos en c. n. Calcular
qué volumen de gases se tendrá en c. n., cuando se hayan obtenido 5,0 g de óxido de cinc. (Sol.
19,2 l)
5.- Se mezclan 20 g de cinc puro con 200 ml de ácido clorhídrico 6 M. Cuando termine el
desprendimiento de hidrógeno, ¿qué quedará en exceso, cinc o ácido? ¿Qué volumen de
hidrógeno, medido a 27ºC y 760 mm de mercurio de presión se habrá desprendido?
(Masas atómicas: Zn = 65,4; Cl = 35,5; H = 1). (Sol. 7,38 l)
6.- Se queman 60 g de etanol (CH3CH2OH), a) ¿Cuántos litros de oxígeno medidos a 740 mm
de mercurio y 25ºC se necesitan?. b) ¿Cuántos gramos de agua se producen en esta
combustión? (Sol. 98 l de oxígeno; 58,7 g de agua)
7.- Calcúlese el número de gramos de carbonato de sodio necesarios para obtener, al hacerlos
reaccionar con exceso de ácido sulfúrico, el dióxido de carbono suficiente para llenar un
recipiente cúbico de 2 m de lado a la presión de 500 mm de Hg y a 50 ªC.
(Sol. 21100 g)
8.- Mediante una reacción de neutralización (ácido más base para dar sal más agua) quieres
obtener cloruro de sodio. ¿Qué ácido y qué base usarías? Escribe la reacción y calcula las masas
de ácido y de base necesarios para preparar 234 g de cloruro de sodio. (Sol.: 160 g de NaOH).
9.- Diez gramos de mármol (carbonato de calcio) se hacen reaccionar totalmente con ácido
clorhídrico. Formula el proceso. ¿cuántos gramos de CO2 se obtienen? ¿Qué volumen
ocuparían en condiciones normales? ¿Y si estuvieran a 25ºC y 2 atm de presión?
(Se obtiene cloruro de calcio, dióxido de carbono y agua; 4,4 g de CO2; 2,24 l; 1,22 l)
10.- La reacción de descomposición térmica del carbonato de calcio es la siguiente:
CO3Ca
CaO + CO2
Si se necesita obtener 5 kg de CO2, ¿qué cantidad de caliza se necesitaría? ¿Cuánta cal viva se
obtendrá simultáneamente? (Sol.: 11,363 kg; 6,363 kg)
11.- Calcula la cantidad de caliza, cuya riqueza en carbonato de calcio es de 85,3%, que se
necesita hacer reaccionar con exceso de clorhídrico para obtener 5 litros de dióxido de carbono,
medidos en c. n. (Sol.: 26 g)
12.- Justifica la afirmación: “una reacción química es una agrupación de átomos”
13.- ¿Qué cantidad de óxido de calcio se necesita para reaccionar totalmente con 250 g de HCl? ¿cómo
hallarías el volumen de HCl si conocieses su densidad? (Sol.: 191,8 g de HCl; V = 191,8 / d)
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14.- ¿Qué cantidad de hidrógeno reaccionará con 64 g de oxígeno? ¿Qué cantidad de agua obtendrás en
esa reacción? (Sol.: 8 g de hidrógeno; 72 g de agua)
15.- Se tratan 28 g de Zn con ácido sulfúrico. ¿Qué cantidad de hidrógeno se obtiene? ¿Cuántas
moléculas de hidrógeno contiene esa masa? (Sol.: 0.86 g; 2,57.1022 moléculas)
16.- ¿Qué cantidad de gas cloro se obtiene al tratar 80 g de dióxido de manganeso con exceso de HCl?
según la reacción:
MnO2 + 4 HCl
CaCl2 + H2O + CO2
(Sol.: 65.24 g de cloro)
17.- ¿Qué masa, qué volumen en c. n. y cuántos moles de CO2 se desprenden al tratar 205 g de
carbonato de calcio con exceso de ácido clorhídrico? según la reacción:
CaCO3 + 2 HCl
CaCl +H2O + CO2
(Sol.: 90,14 g ; 45,91 l ; 2,043 moles)
18.- ¿Qué volumen de hidrógeno medido a 30 ºC y 780 mm de Hg se obtiene al tratar 130 g de Zn con
exceso de ácido sulfúrico? (Sol.: 48,18 l)
19.- La fermentación de la glucosa para la obtención de etanol se realiza según la ecuación:
C6H12O6
2 C2H5OH + 2 CO2
Calcula:
a) La cantidad de etanol que se obtendrá a partir de 500 gramos de glucosa.
b) El volumen de dióxido de carbono, medido a 2 atm y 27 ºC, si partimos de 500 gramos de
glucosa.
(Sol.: 255,6 g de etanol; 68,3 l de dióxido de carbono)
20.- Si
a)
b)
c)
d)
tenemos 12 gramos de glucosa, C6H12O6, calcular:
La ecuación química representativa de su combustión completa.
La cantidad de agua que se obtiene.
El volumen de dióxido de carbono que se obtiene, medido a 17 ºC y 720 mm de Hg.
La cantidad de aire necesario para la combustión, medido en c. n. (La composición volumétrica
del aire es 21 % de oxígeno y 79 % de nitrógeno)
(Sol.: 7,2 g de agua; 10,04 l de dióxido de carbono; 42,67 l de aire en c. n.)
21.- Se desea obtener 5 litros de oxígeno, medidos a 15 ºC y 725 mm de Hg, por descomposición del
clorato de potasio en oxígeno y cloruro de potasio. ¿Qué masa de clorato de potasio comercial que
contiene 96,5% de KClO3 es preciso utilizar?
(Sol.: 17,1 g de clorato de potasio comercial)
22.- Hemos de llenar con hidrógeno un recipiente de 10 litros, a 18 ºC y 2 atm de presión. El hidrógeno
lo hemos de obtener por reacción del cinc con ácido sulfúrico diluido. ¿Cuánto cinc hará falta?
(Sol.: 54,8 gramos de Zn)
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