Fecha de entrega: Viernes 10 de noviembre (día del examen departamental)
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QUÍMICA GENERAL Semestre 2007–I, grupo 4 Dr. Andoni Garritz Fecha de entrega: Viernes 10 de noviembre (día del examen departamental)  1. Supón que toda la población actual del planeta (estímala en seis mil doscientos millones de personas) decide contar el número de moléculas que hay en 10 g de H2. Supón que cada persona puede contar 300 moléculas en un segundo. ¿Cuánto tiempo tomará a todos los habitantes contar las moléculas que hay en esos 10 g de H2? 2. Si colocaras un mol de átomos de hidrógeno empacados uno contra otro como en un sólido (el radio de cada uno de estos átomos es rH = 0.53 10-10 m), ¿qué volumen tendría la muestra, dado en mililitros? 3. La masa molar del molibdeno es de 95.94 g/mol. ¿Cuál es la masa de un solo átomo de molibdeno? 4. ¿En qué muestra hay más átomos de platino? La masa molar del platino es de 195.09 g/mol. a) 2.1 g de platino b) 0.016 moles de platino c) 8.53 1021 átomos de platino 5. Calcula la cantidad de sustancia presente en cada una de las siguientes masas:
6. A partir del dato del peso atómico del cloro, que es 35.4527, calcula el dato faltante en la siguiente tabla.
7. Cuál de los siguientes pares de substancias contiene el mayor número de las entidades elementales mencionadas en cada una:
8. Indica a qué tipo de reacción pertenecen. Las opciones son: síntesis, descomposición, desplazamiento simple, doble desplazamiento o combustión. a. - C3H8 (g) + O2 (g ) CO2 (g) + H2O (g) b. - Fe (s) + CuSO4 (ac) FeSO4 (ac) + Cu (s) c. - KBr (ac) + AgANO3 (ac) AgBr (s) + KNO3 (ac) d. - CuCl2 (l) Cu (s) + Cl2 (g) e. - S8 (s) + O2 (g) SO2 (g) f. - Fe (s) + H2O (g) Fe2O3 (s) + H2 (g) g. - H3BO3 (s) B2O3 (s) + H2O (l) 9. Balancea las reacciones anteriores por tanteos. 10. Asigna números de oxidación a cada elemento en los siguientes compuestos a) MgCO3 b) AsCl5 c) POCl3 d) (NH4)NO2 11. Balancea las siguientes reacciones por el método del ión-electrón en medio ácido. a) Sn2+ + BrO3- Sn4+ + Br - b) Mn2+ + MnO4- MnO2 12. El análisis de una muestra indica que contiene 36.76% de Fe y 21.08% de S. El resto es oxígeno. Con estos datos, determina la fórmula mínima de este compuesto. Para las preguntas 13 y 14, indica cuáles afirmaciones son verdaderas y cuáles falsas (justifica tu respuesta): 13. La fosfina (PH3) se puede preparar por la hidrólisis del fosfuro de calcio, Ca3P2, según la siguiente ecuación: Ca3P2 + 6 H2O 3 Ca(OH)2 + 2 PH3
14. La preparación del ácido cianhídrico comercial ocurre mediante la siguiente reacción, por ejemplo en el complejo petroquímico de Celanese Mexicana en Pajaritos, Veracruz: 2 CH4 + 3 O2 + 2 NH3 2 HCN + 6 H2O
15. Las máscaras de oxígeno que proveen del gas vital en situaciones de emergencia contienen superóxido de potasio, KO2, que reacciona de acuerdo con la siguiente ecuación: 4 KO2 + 2 H2O + 4 CO2 4 KHCO3 + 3 O2
16. El alcohol metílico (CH3OH) que se utiliza en los mecheros se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono y agua. ¿Cuántos gramos de oxígeno se requieren para quemar 60 mL de alcohol metílico puro (d = 0.72 g/mL)? 17. La hidrazina (N2H4) y el peróxido de hidrógeno (H2O2) se utilizan como combustible de cohetes. Reaccionan de acuerdo con la siguiente ecuación: 7 H2O2 + N2H4 2 HNO3 + 8 H2O
18. Los jugos gástricos del estómago contienen aproximadamente 3.0 g de HCl por litro. Si una persona produce 2.5 L de jugos gástricos por día, ¿cuántas tabletas de antiácido se necesitarán para neutralizar todo el HCl producido en un día, si cada tableta contienen 400 mg de Al(OH)3? 19. Un astronauta excreta alrededor de 2500 g de agua al día. Si dentro de la nave espacial se utiliza óxido de litio (LiO2) para absorber el agua, ¿cuántos kg de Li2O se deben almacenar en una nave con tres astronautas para pasar 30 días dentro de ésta? Li2O + H2O 2 LiOH 20. El alcohol etílico se produce a partir de la fermentación del azúcar, de acuerdo con la siguiente reacción: C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2
Continuaremos el curso después del 10 de noviembre, resolviendo los siguientes problemas en la clase: 1.- Para la reacción 3 Mg(s) + N2(g) Mg3N2(s) indica cuál es el reactivo limitante, al hacer reaccionar: a) 1.5 moles de magnesio con 1.2 moles de nitrógeno. b) 160 gramos de magnesio con 40 gramos de nitrógeno. c) 4.6X1023 átomos de magnesio con 6.1 L de nitrógeno en condiciones normales de presión y temperatura. d) 2 kilogramos de magnesio con 27.4 moles de nitrógeno. 2.- En la reacción de ácido sulfhídrico con oxígeno se produce agua y dióxido de azufre. Si inicialmente se tienen 845.6 gramos del ácido y 745.6 gramos de oxígeno determine: a) ¿cuál es el reactivo limitante?, b) ¿cuál es el reactivo en exceso? Después de acabada la reacción calcule: c) ¿cuánto sobra del reactivo en exceso?, d) ¿cuánto se produce de agua y dióxido de azufre? 3.- Una reacción típica de reacciones ácido-base es la expresada a continuación: HCl (g) + NaOH (s) NaCl (ac) + H2O (l) En la cual se genera una sal que se disuelve en agua. Si inicialmente se colocan 45 gramos de HCl con cierta cantidad estequiométrica de sosa (NaOH) necesaria para que la reacción se lleve por completo, ¿cuál será la concentración molar del cloruro de sodio terminada la reacción? 4.- Un químico de nuestra facultad encontró la bitácora de Mario Molina cuando estudiaba química general en los laboratorios de Tacuba; ojeando el cuadernillo observó que en la práctica que corresponde a reacciones en solución se le solicitaba al distinguido premio Nóbel que obtuviera 300 ml de K2Cr2O7 0.500 M. En la bitácora él tenía los siguientes métodos enlistados: a) Diluir 250 ml de K2Cr2O7 0.500 M a 300 ml. b) Añadir 50.0 ml de agua a 250 ml de K2Cr2O7 0.250 M. c) Diluir 125 ml de K2Cr2O7 1.00 M a 300 ml. d) Añadir 30.0 ml de K2Cr2O7 1.5 M a 270 ml de agua. ¿Cuál de las opciones anteriores crees que realizó para resolver su problema? 5.- Cuando reacciona un metal, X, con HCl, los productos resultantes son XCl2 y H2. Escribe la ecuación balanceada. Si 78.5 g del metal reaccionan completamente, se producen 2.42 g de hidrógeno. Identifica al elemento X. 6.- Cuando una cierta cantidad de un no metal, cuya fórmula es X8, se quema en aire, se forma XO3. Escribe la ecuación balanceada para esta reacción. Si se consumen 120 g de oxígeno, con 80 g de X8, identifica al elemento X. 7.- Balancea en medio ácido: H2O2 + Fe2+ Fe3+ + H2O 8.- Balancea en medio básico: CN- + MnO4- CON- + MnO2 9. El glutamato monosódico es un realzador del sabor. Utilizado en exceso provoca lo que se llama el “Síndrome del Restaurante Chino”, cuyos malestares son similares a los de un infarto. El nombre del malestar se debe a que las primeras personas en presentarlo estaban en restaurantes de comida china. Una muestra de 17.5 g de glutamato monosódico tiene 6.2 g de C, 0.8 g de H, 6.6 g de O, 1.5 g de N y el resto es de sodio. Determina la composición elemental, la fórmula mínima y la fórmula molecular. La masa molar del glutamato monosódico es 169 g/mol. 10. El elemento más abundante que está disuelto en el agua de mar es el cloro (como ion cloruro, Cl-), a una concentración de 19 g por kilogramo de agua de mar. El volumen de los océanos de la Tierra es 1.4 × 1021 litros. ¿Cuál es la cantidad de sustancia de cloro que está disponible de obtener a partir del agua de mar de los océanos? (Supón que la densidad del agua de mar es de 1 g/cm3). 11. ¿De qué mineral se puede extraer más hierro a partir de una masa fija de mineral, de la ilmenita (FeTiO2), de la cromita (Fe2Cr2O4) o de la magnetita (Fe3O4)? Justifica tu respuesta. 12. La cromita es un mineral de cromo cuya fórmula es Fe2Cr2O4. ¿Cuánto mineral se necesita extraer de una mina, si se quieren obtener 1.5 × 102 kg de cromo? 13. ¿Cuánto mineral se necesita extraer de una mina, si se quieren obtener 2.5 × 106 kg de plomo a partir de la galena, PbS? 14. Un empresario está interesado en comprar una mina para extraer cobre. En su búsqueda encuentra dos opciones. La primera es una mina de calcopirita (CuFeS2) cuyo precio es 3.5 × 106 pesos. La segunda es una mina de malaquita (Cu2CO3(OH)2) que tiene un costo de 4.7 × 106 pesos. Si tú fueras el empresario, ¿cuál de las dos minas comprarías? (NOTA: Considera que la cantidad diaria de mineral que se puede extraer de ambas minas es equivalente). 15. La reacción involucrada en el polvo para hornear (una mezcla de cremor tártaro y bicarbonato de sodio) es la siguiente: KHC4H4O6 + NaHCO3 KNaC4H4O6 + H2O + CO2 Cremor bicarbonato tártaro de sodio Lo que uno desea con este polvo para hornear es la liberación del dióxido de carbono en forma de burbujas, que le den consistencia esponjosa al pastel (es lo que lo hace “que suba”). Una receta indica que se añadan dos cucharaditas (8.0 g) de cremor tártaro. ¿Cuánto bicarbonato de sodio debe añadirse para que ambos materiales reaccionen completamente? |
