1 PROBLEMAS PARA SIMULACRO 1. Se añaden 6 gramos de

PROBLEMAS PARA SIMULACRO
1. Se añaden 6 gramos de cloruro potásico a 80 gramos de disolución acuosa de cloruro potásico al 12 %
en peso. Calcula el tanto por ciento en peso de cloruro potásico en la disolución resultante.
R: 18'1%.
2. Al comparar dos moléculas muy similares: CO2 y SO2 se observa que en la primera el momento dipolar
es cero, mientras en la segunda no lo es. Justifícalo de forma razonada.
3. En una disolución de ácido sulfúrico del 26 % en peso y densidad 1'19 g/cm3, calcula: a) La normalidad
y molaridad de la misma. b) Volumen de agua que habrá que añadir a 100 cm3 de la disolución anterior
para obtener una disolución 3 N. de dicho ácido.
R: 6'32; 3'16; 111 cm3
4. Indica los factores que afectan al equilibrio. Aplícalos al equilibrio de la síntesis del amoníaco.
5. Cuando se calientan plata metálica y azufre en polvo, se forma un sólido negro de sulfuro de plata. ¿Qué
elemento quedará sin reaccionar de una mezcla de 1'73 g de Ag y 0'540 g de azufre y en qué cantidad?
R: Quedan sin reaccionar 0'284 g de azufre.
6. 100 gr de una mezcla gaseosa de nitrógeno y metano, que contiene el 31'014 % en peso de nitrógeno,
ocupa un volumen de 0'99456 litros a una determinada presión y a la temperatura de 150oC.
Suponiendo que la mezcla cumple la ley de Dalton, calcula la presión parcial de cada componente y la
presión total de la mezcla.
R: 38'62, 150'37 y 188'99 atm.
7. Una disolución acuosa contiene 12 g de azúcar C12H22O11, en 200 ml. La densidad de esta disolución es
1'022 g/cm3. Calcula:
a) La molaridad de la disolución.
b) La molalidad de la misma.
c) El tanto por ciento en peso de azúcar.
d) La fracción molar del azúcar.
R: 0'17 M.; 0'18 m.; 5'87 %; 3'26·10-3.
8. ¿ Cuál es la presión osmótica a 0oC de una disolución acuosa que contiene 46 g de glicerina por litro?.
R: 11'19 atm
9. Calcula la frecuencia, la longitud de onda y la energía de la segunda línea de Balmer.
Dato: R = 1'097·107 m-1
R: λ= 4'86·10-7 m; f = 6'17·1014 s-1; E = 4'085·10-19 J.
10. El elemento de menor potencial de ionización es el cesio, por lo que se utiliza mucho en células
fotoeléctricas. Sabiendo que la frecuencia umbral del cesio es 4'545·1014 s-1, calcula la energía de un
fotoelectrón desprendido por el cesio cuando incide una luz de longitud de onda 4000·10-10 m.
R: 1'956·10-19 J.
11. La energía de la primera órbita de Bohr es -2'176·10-18 J. Calcula la energía de la segunda y tercera
órbita en julios y eV.
Dato: 1 Ev =1'602·10-19 J.
R: E2= -5'44·10-19 J. = - 4'3 Ev; E3 = -2'42·10-19 J. = -1'51 Ev.
1
12. Explica cómo se forma el enlace en el fluoruro de magnesio, en relación con sus configuraciones
electrónicas.
13. Para una reacción dada entre gases ideales se cumple que: ∆Ho = 4180 Kj/mol; ∆So = 1254 j/mol·k
valores que pueden considerarse constantes con la temperatura. Determina si la reacción será espontánea
por encima o por debajo de la temperatura ambiente, así como la temperatura a que la reacción estará
en equilibrio en condiciones estándar. Temperatura ambiente: 25oC.
R: No espontánea; 3333 K.
14. La entalpía de formación del acetileno es 226'76 Kj/mol. Conocidas las entalpías de formación del agua
y del dióxido de carbono, calcula: a)La cantidad de calor que se desprenderá al quemarse 10 gr de
acetileno
b) El valor de ∆G para esta reacción si T·∆S es -65'029 Kj/mol.
R: - 482'6 Kj; - 1189'3 Kj/mol.
15. Según los siguientes datos termodinámicos a 25oC:
So
Sustancia
∆Hof
CO(g)
-110 kj/mol
197'5 J/mol·K
H2(g)
130'5 "
CH3OH(l)
-239'1 "
126'8 "
a.- Calcula los valores de ∆Ho y ∆So para la reacción de obtención del metanol a partir de CO(g) e
H2(g).
b.- Calcula el valor de ∆Go de la reacción anterior. ¿Es espontánea?.
16. Se dispone de una disolución 0'1 M. de KCl a partir de la cual se desea preparar una disolución 2·10-3 M.
de esta sal.
Calcula los ml. de la primera disolución que se precisan para preparar 250 ml de la segunda.
17. En un matraz cerrado de 5 litros de capacidad y a la presión de una atmósfera, se calienta una muestra
de dióxido de nitrógeno hasta la temperatura de 327oC, disociándose según la reacción:
2 NO2 → 2 NO + O2
Una vez alcanzado el equilibrio, se enfría el matraz, con lo que se paraliza la reacción y se analiza la
mezcla, encontrando que contiene 3'45 gramos de NO2, 0'60 g de NO y 0'30 g de O2.
Calcula las constantes de equilibrio Kc y Kp de la reacción de disociación del NO2 a dicha temperatura.
18. 5'132 g de cierto compuesto orgánico que sólo contiene C e H producen en su combustión 17'347g de
dióxido de carbono y 3'350 g de agua.
Calcula las fórmulas empírica y molecular del compuesto sabiendo que su masa molecular aproximada
es
78.
19. ¿Cuál es el pH de la disolución que resulta de mezclar 40 ml de disolución 0'2 M. de ácido nítrico con
60 ml. de disolución 0'2 M.de hidróxido sódico?.
20. Reacciona completamente un gramo de un determinado metal con ácido sulfúrico diluido. En la
reacción se desprende hidrógeno que recogido sobre agua ocupa un volumen de 390 c.c. a 25oC y 745
mm de Hg.
El ácido sulfúrico diluido, se preparó a partir de uno comercial de densidad 1'83 gr/cc y riqueza 91 %.
Calcula:
a.- La molaridad del ácido sulfúrico comercial.
b.- El volumen del ácido comercial que será necesario para preparar un litro de ácido sulfúrico 0'5 N.
c.- El peso equivalente del metal.
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Dato: Presión del vapor de agua a 25oC: 23'8 mm de Hg.
21. Determina la entalpía de formación del NO a partir de las siguientes ecuaciones termoquímicas:
1
N2(g) + O2(g) → NO2(g) + 7'6 kcal
2
1
NO(g) + O2(g) → NO2(g) + 14 kcal
2
Determina, además, el calor puesto en juego durante la formación de 100 g de monóxido de nitrógeno.
22. De las siguientes ecuaciones termoquímicas
1
H2(g) + O2(g) → H2O(g) + 58'58 kcal
2
H2O(g) → H2O(l) + 9'7 kcal
H2O(l) → H2O(s) + 1'42 kcal
deduce: 1.- Las entalpías de formación del agua líquida y sólida.
2.- Las entalpías de vaporización y fusión del agua.
23. A partir de las ecuaciones:
2 Al(s) + 3/2 O2(g) → Al2O3(s) + 399 kcal
2 Fe(s) + 3/2 O2(g) → Fe2O3(s) + 192'2 kcal
deduce la entalpía de la reacción:
Fe2O3(s) + 2 Al(s) → Al2O3(s) + 2 Fe(s)
¿Qué cantidad de calor se desprenderá en la reducción por Al de 240 gramos de óxido férrico?.
24. Sabiendo que las entalpías de formación del amoníaco(g), monóxido de nitrógeno(g) y vapor de agua
son, respectivamente, 12, -21 y 58'3 kcal/mol, determina la entalpía de la reacción:
4 NH3(g) + 5 O2 → 4 NO(g) + 6 H2O(v)
25. Determina la configuración electrónica de los elementos: B, Mg, Cr, Br, Ag, Hg y Pt.
26. ¿Qué volumen de oxígeno se obtiene descomponiendo 7'5 g de KClO3 a 17oC y 700 mm de Hg de
presión?.
27. ¿Cuántas moléculas de oxígeno contienen 50 litros a 91oC y 2 atm?.
28. Calcula la masa molecular de un compuesto si 0'206 g del mismo ocupan un volumen de 100 c.c. en c.n.
29. Un recipiente contiene en equilibrio, a la temperatura de 1000 K, 0'102 moles/litro de amoníaco, 1'03 de
nitrógeno y 1'62 moles/litro de hidrógeno. Calcula la constante de equilibrio para esas condiciones.
R: 2'37·10-3.
30. Al calentar a 600oC el SO3, se descompone en SO2 y O2, alcanzándose el equilibrio cuando las
concentraciones respectivas son: 0'0032, 0'0016 y 0'0106 moles/litro para el O2, SO3 y SO2. Determina
la constante de disociación del SO3.
31. En un matraz de 200 c.c. se introducen 41'7 g de pentacloruro de fósforo. Se cierra herméticamente y
se calienta. Como consecuencia, el pentacloruro de fósforo se disocia en tricloruro y cloro molecular
alcanzándose el equilibrio a la temperatura de 200oC. Analizada la muestra, se comprueba que el
equilibrio contiene 5'5 g de tricloruro y 2'84 g de pentacloruro, Calcula la constante de disociación del
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pentaclocloruro de fósforo.
32. Si se introduce en un recipiente de 5 dm3 un mol de agua y uno de monóxido de carbono y se calientan a
la temperatura de 986oC, el 44% del agua reacciona con el CO según el esquema:
H2O (g) + CO (g) → H2 (g) + CO2 (g)
alcanzándose el equilibrio. Determina la constante de dicho equilibrio.
R: 0'617
33. La constante para el equilibrio de la síntesis del amoníaco a una determinada temperatura es 2'37·10-3.
¿Cuál será la concentración de amoníaco en el equilibrio, si las de nitrógeno e hidrógeno son,
respectivamente 2 y 3 mol/dm3?.
R: 0'357 mol/l.
34. La constante de equilibrio para la reacción:
Cl5P (g) → Cl3P(g) + Cl2 (g)
a la temperatura de 760 K es 33'3. En un tubo cerrado de 36'3 c.c. se inyectan 1'50g de pentacloruro de
fósforo. ¿Cuáles serán las concentraciones de todas las sustancias en el equilibrio?.
35. Sabiendo que las entalpías de formación del CO2 y H2O son, respectivamente, 94'05 y 68'32 kcal/mol, y
la del ácido acético es 208 kcal/mol. Calcula la entalpía de combustión del ácido acético.
36. ¿ Cuántos c.c. de H2SO4 de densidad 1'834 g/c.c. con una riqueza del 95 %, se neutralizan para preparar
2 litros de disolución 1/16 N.
37. Calcula la concentración de una dilución que contiene en un litro 14'92 gramos de KCl.
38. 20 g de NaOH sólido se disuelven en agua, llevando la disolución a un volumen final de 200 c.c..
Calcula la molaridad de la misma.
39. Tenemos 50 c.c. de una disolución 0'5 N. de ácido sulfúrico. ¿Cuántos gramos contiene de dicho ácido?.
40. Una disolución de ácido sulfúrico al 44%, tiene una densidad de 1’34 g/cm3. Calcula la molaridad,
normalidad y molalidad de la disolución
41. El oxígeno se prepara calentando el clorato de potasio. ¿Cuántos gramos de oxígeno se obtienen a partir
de 6 gramos de clorato potásico? Y ¿cuántos litros en c.n.?
La reacción que tiene lugar es:
Clorato potásico → cloruro potásico + oxígeno
42. Se mezclan 500 cm3 de sulfito sódico 1’5 M con 300 cm3 de disolución del mismo compuesto y 200 cm3
de agua. Calcula la molaridad y la normalidad de la disolución resultante.
43. El análisis de un compuesto que sólo contiene carbono e hidrógeno indica que contiene el 82’6% de
carbono. 0’470 g del compuesto llenan un matraz de 200 ml a una presión de 752 mm de Hg y 23oC de
temperatura. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?. Calcula su masa molar y establece la
fórmula molecular.
44. Se sabe que los elementos presentes en la vitamina C, son: carbono, hidrógeno y oxígeno. En un
experimento se quemaron exactamente 2 gramos de vitamina C, obteniéndose 3 gramos de dióxido de
carbono y 0’816 gramos de agua.
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A partir de los resultados anteriores, establece la fórmula empírica de la vitamina C.
Se desconoce su masa molar con precisión, pero se sabe que su valor está comprendido entre 150 y 200.
Halla la fórmula molecular de la vitamina C.
45. De las siguientes cantidades de varias sustancias, indica en cuál hay mayor número de átomos.
• 0’5 moles de amoníaco
• 56 gramos de dinitrógeno.
• 60 g de monóxido de carbono.
• 3 g de dihidrógeno.
46. El ácido nítrico concentrado tiene densidad 1’4 g/mL y 67% de riqueza en peso. Halla su molaridad y su
fracción molar. ¿Qué volumen del mismo hay que tomar para preparar 250 ml de disolución 2 M.
47. Se disuelven 10 g de sacarosa en 500 g de agua. El descenso crioscópico molecular del agua pura vale
1’86oC/molalidad. Calcula el punto de congelación de la disolución.
48. El punto de ebullición del cloroformo(triclorometano) a 760 mm de Hg presión es de 61’26oC. Si
disolvemos 32’2 g de un cuerpo orgánico en 250 g de cloroformo, el punto de ebullición de la
disolución es 66’35oC. Sabiendo que la constante ebulloscópica molal del cloroformo es 3’68oC/molal,
determina la masa molar de la sustancia.
49. Calcula la presión osmótica a 0oC de una disolución acuosa que contiene 23 g de glicerina por litro de
disolución
50. Expresa en función de x la Kc de la reacción: A + 2B ↔ D + 2E
Siendo las concentraciones iniciales de A,B y D, 2, 3 y 0'5 moles/litro,respectivamente, y la
concentración
de E en el equilibrio x mol/l.
51. Supuesta conocida Kc, expresa en función de ella Kp en el equilibrio:
carbono(s) + oxígeno(g) → 2 monóxido de carbono(g) a la temperarura de 1000 K.
52. Suponiendo que la reacción:
nitrógeno(g) + 3 hidrógeno(g) → 2amoníaco - 46'15 kj
estuviera en equilibrio, indica tres procedimientos para que se desplace hacia la derecha.
53. Cuando el óxido mercúrico(sólido) se calienta en un recipiente de 10 litros en el que se ha hecho el
vacío, se disocia reversiblemente en vapor de mercurio y oxígeno hasta alcanzar una presión total que
en el equilibrio a 380oC vale 141 milímetros. Partiendo de un mol de óxido de mercurio, calcula:
a.- Las presiones parciales de cada componente en el equilibrio.
b.- Las concentraciones de los mismos en moles por litro.
c.- El valor de Kp.
54. Si en una reacción reversible se va extrayendo uno de los productos a medida que se va formando, ¿Qué
se consigue con ello?
55. Expresa en función de x la Kc de la reacción:
A↔2M+N
siendo x la concentración de N en el equilibrio y la concentración inicial de A 0'4 moles por litro.
56. Si calentamos a 50oC un mol de ácido acético con un mol de etanol hasta alcanzar el equilibrio,
veremos
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que se han formado 2/3 moles de agua según la reacción:
ácido acético + etanol ↔ acetato de etilo + agua
Calcula:
a.- Los moles de cada componente en el equilibrio.
b.- La constante de equilibrio entre los componentes de la misma.
c.- Resuelve el mismo problema si partimos de 40 gramos de ácido acético y 34 gramos de etanol.
57. Interpreta y comenta el signo negativo en la expresión:
∆Go = - RT lnKp
58. Dada la reacción:
acetileno(g) + oxígeno(g) → dióxido de carbono(g) + agua(l)
Se pide: a.- Formula y ajusta la reacción
b.- Indica si es o no espontánea.
Datos: Energías libres estándart de formación del dióxido de carbono(g), agua(l) y acetileno(g), -394,
-249'50 y 209 kj/mol.
59. Al comparar dos moléculas muy similares: CO2 y SO2 se observa que en la primera el momento dipolar
es cero, mientras en la segunda no lo es. Justifícalo de forma razonada.
Escribe previamente la estructura Lewis para cada una de ellas y determina su geometría.
60. La entalpía de formación del acetileno es 226'76 kJ/mol. Conocidas las entalpías de formación del
agua y del dióxido de carbono, calcula:
a) La cantidad de calor que se desprenderá al quemarse 10 gr de acetileno
b) El valor de ∆G para esta reacción si T·∆S es -65'029 kJ/mol.
61. Según los siguientes datos termodinámicos a 25oC:
Sustancia
∆Hof
So
CO(g)
-110 kJ/mol
197'5 J/mol
H2(g)
130'5 "
CH3OH(l)
-239'1 "
126'8 "
o
o
a.- Calcula los valores de ∆H y ∆S para la reacción de obtención del metanol a partir de CO(g) e
H2(g).
b.- Calcula el valor de ∆Go de la reacción anterior. ¿Es espontánea?
62. A 400o C, una mezcla de hidrógeno, yodo y yoduro de hidrógeno contiene en el equilibrio 0'0031 moles
de hidrógeno y de yodo y 0'0239 moles de yoduro de hidrógeno por litro. Calcula:
a.- La presión total de la mezcla.
b.- Las presiones parciales de los componentes.
c.- Los valores de las constantes Kc y Kp
63. En un recipiente de 10 litros se mezclan un mol nitrógeno y un mol de oxígeno, formándose monóxido
de nitrógeno, según la relación estequiométrica:
Nitrógeno(g) + oxígeno(g) = 2 monóxido de nitrógeno(g)
Para la cual, Kc = 0'0123, a la temperatura del experimento. Calcula:
a.- La composición de la mezcla cuando se alcanza el equilibrio.
b.- La composición del equilibrio cuando el volumen de la mezcla anterior se reduce a cinco litros, sin
variar la temperatura.
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64. Para la reacción:
2NO(g) ⇔ N2(g) + O2(g) ∆HO = -182 Kj
Indica razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) La constante de equilibrio
aumenta al adicionar NO. b) Una disminución de temperatura favorece la obtención de N2 y O2.
65. Dadas las siguientes moléculas: SiH4, NH3 y BeH2. a) Representa sus estructuras de Lewis. b) ¿Cuál es
la geometría de cada una de ellas según la Teoría de la Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de
Valencia?. c) Indica la hibridación del átomo central.
66. El sulfuro de cinc al tratarlo con oxígeno reacciona según:
2 ZnS(s) + 3 O2(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)
Si las entalpías de formación de las diferentes especies expresadas en kJ/mol son: (ZnS) = -184’1; (SO2)
=
-70’9; (ZnO) = -349’3. a) ¿Cuál será el calor, a presión constante de una atmósfera, que se desprenderá
cuando reaccionen 17 gramos de sulfuro de cinc con exceso de oxígeno?. b) ¿Cuántos litros de SO2 ,
medidos a 25oC y una atmósfera, se obtendrán?.
Datos: R = 0’082 atm·L·K-1:mol-1. Masas atómicas: O = 16; S = 32; Zn = 65’4.
67. Dadas las moléculas CH4, C2H2, C2H4, razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) En la molécula C2H4 los dos átomos de carbono presentan hibridación sp3. b) El átomo de carbono de
la molécula CH4 posee hibridación sp3. c) La molécula de C2H2 es lineal.
68. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas correspondientes a elementos neutros:
A(1s22s22p2); B(1s22s2p5); C(1s22s22p63s23p64s1); D(1s22s22p4)
Indica razonadamente: a) El grupo y período al que pertenece cada elemento; b) El elemento de mayor
y
el de menor energía de ionización. c) El elemento de mayor y el de menor radio atómico.
69. La figura muestra dos caminos posibles para una cierta reacción. Uno de ellos corresponde a la reacción
en presencia de un catalizador:
a) ¿Cuál es el valor de la energía de activación de la reacción catalizada. b) ¿Cuál es el valor de la
entalpía
de la reacción?. c) ¿Qué efecto producirá un aumento de la temperatura en la velocidad de la
reacción?.
70. Dado el equilibrio:
H2O(g) + C(s)
CO(g) + H2(g)
∆H > 0
Señala, razonadamente, cuál de las siguientes medidas produce un aumento de la concentración de
monóxido de carbono. a) Elevar la temperatura. b) Retirar vapor de agua de la mezcla en el equilibrio. c)
Introducir H2 en la mezcla en equilibrio.
71. Dados los siguientes compuestos: fluoruro de calcio, dióxido de carbono, agua. a) Indique el tipo de
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enlace predominante en cada uno de ellos. b) Ordena los compuestos anteriores de menor a mayor
punto de ebullición. Justifica las respuestas
72. Dados los siguientes grupos de números cuánticos (n, l, m): (3, 2, 0); (2, 3, 0); (3, 3, 2);(3, 0, 0);
(2, -1, 1);
(4, 2, 0).
Cuáles
no son
Indica: a)
Temperatura(oC)
25
200
300
400
500
permitidos y
por qué. b)
Los orbitales
atómicos
que
5
-4
-5
Kc
6·10 0’65 0’011 6’2·10
7’4·10
se
corresponden
con los grupos cuyos números cuánticos sean posibles.
73. Dadas las siguientes moléculas: CCl4; BF3 y PCl3. a) Representa sus estructuras de Lewis. b) ¿Cuál es
la geometría de cada una de ellas según la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de
Valencia?. c) Indica la polaridad de cada una de las moléculas.
74. La siguiente tabla representa la variación de la constante de equilibrio con la temperatura para la síntesis
del amoníaco según la reacción:
N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
Indica, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) La reacción directa es
endotérmica. b) Un aumento de la presión sobre el sistema en equilibrio favorece la obtención de
amoníaco.
75. Dada la reacción:
N2O(g) → N2(g) + 1/2O2(g)
∆H = 43 kJ; ∆S = 80 J/K
a) Justifica el signo positivo de la variación de entropía. b) Si se supone que esas funciones
termodinamicas no cambian con la temperatura ¿será espontánea la reacción a 27oC?.
76. Los elementos X, Y y Z tienen números atómicos 13, 20 y 35, respectivamente. a) Escribe la
configuración electrónica de cada uno de ellos. b) ¿Serían estables los iones X2+; Y2+ y Z2-Justifica las
respuestas.
77. Indica el tipo de hibridación que presenta cada uno de los átomos de carbono en las siguientes
moléculas:
a) CH3C ≡ CCH3; b) CH3CH=CHCH3; c) CH3CH2CH2CH3.
78. En una reacción en la que ∆H<0 y ∆S<0, se considera que ambas funciones termodinámicas
permanecen
constantes al cambiar la temperatura. Razona, en función de la temperatura, cuando esta reacción:
a) Estará en equilibrio; b) Será espontánea.
79. a) ¿Qué significado tiene el número cuántico principal n?
b)¿Cuántos electrones pueden ocupar la capa L (n = 2) de un átomo?
c)¿Cuántos electrones pueden existir en un mismo átomo con n = 4 y l = 3?.
80. Razona la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
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a) En un proceso espontáneo la entropía del sistema puede disminuir.
b) Un proceso espontáneo puede ser endotérmico.
c) En un proceso espontáneo la variación de entropía del sistema puede ser nula.
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