Guia Quimica Generaal i

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U N E T GUIA DE PROBLEMAS QUIMICA GENERAL I 1) Indique si las siguientes propiedades son físicas o químicas: a) Un clavo de hierro atraído por un imán. b) El kerosene para quemar carbón, encendido con un fósforo. c) Una estatua de bronce que adquiere un recubrimiento verde con el tiempo. d) Un bloque de madera que flota en el agua. e) Un trozo de manzana que se vuelve marrón. f) El contacto con una superficie metálica que produce sensación de frío. g) El color azul del zafiro. 2) Indique si cada una de las siguientes muestras de materia es una sustancia pura o una mezcla; en caso de ser una mezcla, si es homogénea o heterogénea. a) Una astilla de madera. b) Tinta roja. c) Agua destilada. d) Jugo de naranja recién exprimido. e) Un soplo de aire fresco. f) Una manilla de latón. g) Hielo. 3) ¿Qué tipo de transformación ó método físico o químico, es necesario llevar a cabo para lograr las siguientes separaciones? a) Azúcar y arena. b) Hierro del óxido de hierro (herrumbre). c) Agua pura a partir del agua de mar. d) Agua y arena. e) Limaduras de hierro y trozos de madera. JLCB 2011

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U N E T

GUIA DE PROBLEMAS QUIMICA GENERAL I

1) Indique si las siguientes propiedades son físicas o químicas:a) Un clavo de hierro atraído por un imán.b) El kerosene para quemar carbón, encendido con un fósforo.c) Una estatua de bronce que adquiere un recubrimiento verde con el tiempo.d) Un bloque de madera que flota en el agua.e) Un trozo de manzana que se vuelve marrón.f) El contacto con una superficie metálica que produce sensación de frío.g) El color azul del zafiro.

2) Indique si cada una de las siguientes muestras de materia es una sustancia pura o una mezcla; en caso de ser una mezcla, si es homogénea o heterogénea.

a) Una astilla de madera.b) Tinta roja.c) Agua destilada.d) Jugo de naranja recién exprimido.e) Un soplo de aire fresco.f) Una manilla de latón.g) Hielo.

3) ¿Qué tipo de transformación ó método físico o químico, es necesario llevar a cabo para lograr las siguientes separaciones?

a) Azúcar y arena.b) Hierro del óxido de hierro (herrumbre).c) Agua pura a partir del agua de mar.d) Agua y arena.e) Limaduras de hierro y trozos de madera.f) Escamas de oro y agua.

4) Realice los siguientes cálculos expresando los resultados con el número adecuado de cifras significativas:

a) 38,4 x 10-3 * 6,36 x 105

b) 1,45 x 10 2 * 8,76 x 10 -4 (9,2 x 10-3)2

c) 24,6 + 18,35 – 2,98d) (1,646 x 103) – ( 2,18 x 102) + (1,36 x 104 * 5,17x10-2)e) -7,29 x 10 -4 + [√(7,29 x 10 -4 ) 2 + 4*(1,00)*(2,7 x 10 -5 )]

2 x (1,00)

Resp: a) 2,44x104, b) 1,5x103, c) 40,0, d) 2,13x103, e) 5x10-3

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5) ¿Cuál de las dos masas es mayor, 2172 µg o 0,00515 mg?Resp: 2172 µg

6) Una unidad utilizada en hipódromos, no es SI, es la Mano, que tiene 4 pulgadas (in). ¿Cuál es la altura en metros, de un caballo que mide 15 Manos de altura? (1 pulg = 2,54 cm).

Resp: 1,52 m

7) El área de un terreno en unidades de SI, se mide en hectáreas, definida como 1x104

m2. ¿Cuántos acres corresponde a 1 Ha? (1 milla2 = 640 acres, 1 milla = 1609 m)Resp: 2,47 acres

8) Una presión habitual para el funcionamiento óptimo de las ruedas de un carro es de 32 lb/pulg2 (psi). ¿Cuál es el valor de esta presión expresada en kPa? 14,7psi=101,325kPa.

Resp: 220,6 k Pa9) Las temperaturas máximas y mínimas registradas en Los Ángeles California son

118 y 17 °F respectivamente. ¿Cuáles son estas temperaturas en la escala Centígrada?

Resp: 47,8°C y -8,3°C

10) El motor de un carro lleva un anticongelante útil hasta -22°C, ¿Protegerá este anticongelante el motor a temperaturas del orden de -15°F?

Resp: No lo protegerá, solo es útil hasta -7,6°F

11) Para determinar la densidad de la acetona, se pesa dos veces un bidón de 55 gal. Este bidón pesa 75 lb cuando está vacío. Cuando se llena con acetona el bidón pesa 437,5 lb. ¿Cuál es la densidad de la acetona en g/mL? 1gal=3,78 L. 1lb= 454 g

Resp: 0,791 g/mL

12) Las siguientes densidades se dan a 20°C: Agua 0,998 g/cm3, hierro 7,86 g/cm3, aluminio 2,70 g/cm3. Clasifique los siguientes objetos en orden de masa creciente:

a) Una barra rectangular de hierro de 81,5 cm * 2,1cm * 1,6 cm.b) Una lámina de aluminio de 12, 12 m *3,62 m * 0,003 cm.c) 4,051 litros de agua.

Resp: barra de hierro < lámina de aluminio < agua2152,38 g < 3553,83g < 4042,9g

13) Para determinar la masa aproximada de un pequeño balín de cobre, se ha llevado a cabo el siguiente experimento. Se cuentan 125 balines y se añaden a 8,4 mL de agua en un cilindro graduado; el volumen total es ahora de 8,9 mL. La densidad del cobre es de 8,92 g/cm3. Determine la masa aproximada de un balín suponiendo que todos tienen la misma dimensión.

Resp: 0,036 g por balín

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14) La densidad del aire a presión atmosférica normal y 25ºC es de 1,19g/L. Calcule la masa, en kg del aire contenido en una habitación que mide 12,5 pie x 15,5 pie x 8 pie. (1pie = 30,48 cm)

Resp: 52,23 kg

15) Una refinería de cobre produce un lingote de cobre que pesa 150 lb. Si el cobre se estira para formar alambre de 8,25 mm de diámetro, ¿cuántos pies de alambre de cobre podrán obtenerse del lingote? La densidad del cobre es de 8,94 g/cm3. V= π*r2*L

Resp: 467,5 pie

16) Un cubo del metal osmio de 1,5 cm de lado tiene una masa de 76,31 g a 25ºC. calcule su densidad en g/cm3 a esa temperatura.

Resp: 22,61 g/cm3

17) La densidad del metal titanio es de 4,51 g/cm3 a 25ºC. ¿Qué masa de titanio desplaza 65,8 mL de agua a 25ºC.

Resp: 296,76 g

18) Para determinar una sustancia líquida, una estudiante determinó su densidad. Empleando un cilindro graduado, midió una muestra de 45 mL de la sustancia. A continuación, determinó la masa de la muestra, encontrando que pesaba 38,5g. Ella sabía que la sustancia tenía que ser alcohol isopropílico (densidad = 0,785 g/mL) o bien Tolueno (densidad = 0,866g/mL). ¿Cuál fue la densidad calculada y cuál es la posible identidad de la sustancia?

Resp: 0,856 g/mL, Tolueno

19) Un cilindro de silicio tiene 16,8 cm de longitud y una masa de 2,17 kg. La densidad del silicio es de 2,33 g/cm3. ¿Qué diámetro tiene el cilindro? (VCilindro = *r2*h donde r es el radio y h la altura).

Resp: 8,4 cm

20) El oro puede martillarse hasta formar láminas delgadas llamadas pan de oro. Si un trozo de oro de 500 g (densidad = 19,32 g/mL) se martillará hasta formar una lámina que mide 2,4 pie x 1 pie, calcule el espesor medio de la lámina en mm.

Resp: 0,12 mm

21) Un fertilizante contiene 21% en masa de nitrógeno. ¿Qué masa de este fertilizante, en kg, se necesita para disponer de 775 g de nitrógeno?

Resp: 3,69 kg

22) El dólar de plata Morgan tiene una masa de 26,73 g. Por ley, esta moneda debía contener 90% de plata, siendo el resto cobre. Cuando la moneda se acuñó a finales del siglo XIX, la onza troy (31,1g) de plata costaba $ 1,18. A este precio a) ¿cuánto valía la plata de la moneda? b) Hoy día, la plata se vende a $ 5,30 la onza troy. ¿Cuántos dólares de plata Morgan (monedas) se requieren para obtener $ 25 de plata pura?

Resp: 0,91 $, 6,1 moneda ~ 7 monedas.

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23) La dosis recomendada para adultos de Elixofilina®, un fármaco usado para el asma, es de 6 mg/kg de masa corporal. Calcule la dosis en miligramos para una persona de 150 lb.

Resp: 408,23 mg

24) Una libra de café en grano rinde para 50 tazas (1 tza = 250mL). ¿Cuántos mL de café se pueden preparar con 10 g de café.

Resp: 275,6 mL de café ~ 1 taza

25) Una marca de vinagre contiene 5,4% en masa de ácido acético. ¿Cuál es la masa, en gramos, de ácido acético, en una libra de este vinagre?

Resp: 24,5 g Acido acético puro.

26) Una disolución contiene 12,62% en masa de sacarosa. ¿qué masa de esta disolución, en gramos, se necesita para disponer de 1,00 kg de sacarosa?

Resp: 7924 g de solución

27) Una persona que padece de hipercolesterolemia (nivel elevado de colesterol en la sangre) tiene 232 mg de colesterol por 100 mL de su sangre. Si el volumen total de sangre de la persona es de 5,2 L, ¿cuántos gramos de colesterol total contiene la sangre de ese individuo?

Resp: 12,06 g de colesterol.

28) Una muestra de 0,406 g de magnesio reaccionan con oxígeno, obteniéndose 0,674 g de óxido de magnesio como único producto, ¿Qué masa de oxígeno se consumió en la reacción?

Resp: 0,268 g de oxígeno

29) Una muestra de 1,205 g de potasio reacciona con 6,815 g de cloro, obteniéndose cloruro de potasio como único producto. Después de la reacción quedan 3,300 g de cloro sin reaccionar. ¿Qué masa de cloruro de potasio se formó?

Resp: 4,720 g de Cloruro de potasio

30) La proporción de magnesio en el óxido de magnesio era de 0,100 g de magnesio/ 0,166 g de oxido de magnesio.

a) ¿Cuál es la proporción de oxígeno en el óxido de magnesio?b) ¿Cuál es la proporción de oxígeno/magnesio? (es decir g de oxígeno/ g de

magnesio), en el óxido de magnesio.c) ¿Cuál es el porcentaje en masa de magnesio en el óxido de magnesio?

Resp: a) 0,066 gO/ 0,166g oxido de Mg, b) 0,066 gO / 0,100g de Mg, c) 60,2%Mg

31) Tres muestras de carbono puro de: 3,62; 5,91 y 7,07 g de masa, se quemaron en un exceso de aire. Las masas de dióxido de carbono obtenidas, el único producto en cada caso, fueron 13,26; 21,66 y 25,91 g respectivamente.

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a) ¿Establecen estos datos que el dióxido de carbono tiene una composición fija?

b) ¿Cuál es la composición del dióxido de carbono expresada en % de Carbono y % de Oxígeno en masa?

Resp: a) Si, gC/gO = 3/8, b) 27,3% C y 72,7% O

32) Cuando se calienta mucho una mezcla sólida de 10,500 g de hidróxido de calcio y 11,125 g de cloruro de amonio, se desprenden producto gaseoso y quedo un residuo sólido de 14,336 g. Los gases se pasan a través de 62,316 g de agua y la masa de la disolución resultante es de 69,605 g. Dentro de los límites del error experimental, explique si estos datos están de acuerdo con la ley de conservación de la masa.

Resp: 21,625 g antes y después de la reacción, si están de acuerdo.

33) En un experimento, 2,18 g de sodio reaccionaron con 16,12 g de cloro. Todo el sodio desapareció y se obtuvieron 5,54 g de la sal cloruro de sodio. En un segundo experimento, 2,10 g de cloro reaccionaron con 10 g de sodio. Todo el cloro desapareció y se obtuvo 3,46 g de cloruro de sodio. Demuestre que estos resultados están de acuerdo con la ley de composición constante.

Resp: Relación Na:Cl 2:3, 39,4% de Na y 60,6% de Cl

34) En un experimento se quemaron 0,312 g de azufre y se obtuvieron 0,623 g de dióxido de azufre como único producto de reacción. En un segundo experimento, se obtuvo 0,842 g de dióxido de azufre. ¿qué masa de azufre se ha tenido que quemar en el segundo experimento?

Resp: 0,422 g de azufre

35) Cuando un objeto de hierro se oxida, su masa aumenta. Cuando una cerilla arde su masa disminuye. ¿Están estas observaciones en contra de la ley de conservación de la masa? Justifique su respuesta.

Resp: No; el hierro y el oxigeno del aire se combinan formando oxido de hierro, y el dióxido de carbono se escapa de la cerilla que arde

36) Los siguientes datos se obtuvieron para compuestos de nitrógeno e hidrógeno:

Compuesto Masa de Nitrógeno (g) Masa de Hidrógeno (g)A 0,500 0,108B 1,000 0,0720C 0,750 0,108

a) Demuestre que estos datos son consistentes con la ley de las proporciones múltiples.

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b) Si la fórmula del compuesto B es N2H2, ¿Cuáles son las fórmulas de los compuestos A y C.

Resp: a) Si son consistentes. b) Comp A:N2H6 o NH3 Comp C:N2H4

37) Los siguientes datos se obtuvieron para compuestos de yodo y flúor:

Compuesto Masa de iodo (g) Masa de flúor (g)A 1,000 0,1497B 0,500 0,2246C 0,750 0,5614D 1,000 1,0480

a) Demuestre que estos datos son consistentes con la ley de las proporciones múltiples.

b) Si la fórmula del compuesto A es IF, ¿Cuáles son las fórmulas de los compuestos B, C y D.

Resp: Si son consistentes b) Comp A:IF, Comp B:IF3, Comp C: IF5 y Comp D: IF7

38) El cobre forma dos óxidos. Un óxido tiene 20% en masa de oxígeno, el segundo óxido tiene un % de Oxígeno menor que el primero. ¿Cuál es el % probable de oxigeno en el segundo óxido? Cu: 63,5 u, O: 16 u.

Resp: 11% Cu2O

39) Para el átomo de 108Pd cuya masa es de 107,90389 uma, calcule:a) El número de protones, neutrones y electrones en el átomo.b) La razón entre la masa de este átomo y la de un átomo de 12C

Resp: a) 46p, 62n y 46e, b) 9

40) ¿Cuál de las siguientes especies:, 47Cr, 60Co+3, 24Mg+2 35Cl-1, 120Sn+2, 226Th, 90Sra) Tienen igual número de protones que de neutrones.b) Tienen protones que contribuyen más del 50% a la masa.c) Tienen 50% más de neutrones que de protones.

Resp: a) 24Mg+2, b) 47Cr, c) 226Th

41) Para el ion es 228Ra2+, cuya masa es 228,030 uma, calcule; el número de protones, neutrones y electrones en el ion.

Rpta: 88, 140, 86.

42) La razón de las masas de los dos isótopos naturales de indio es 1,0177:1. El más pesado de los dos isótopos tiene 7,1838 veces la masa de 16O. ¿Cuáles son las masas de los dos isótopos? Rpta: 112,9417 uma, 114,9408uma

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43) Las abundancia de dos isótopos naturales de plata son: 107Ag, 51,84 %; 109Ag, 48,16%. La masa del isótopo 107Ag es 106,905092 u. ¿Cuál es la masa del isótopo 109Ag?

Rpta: 108, 9294 uma

44) El boro tiene una masa atómica media ponderada de 10,811 u. ¿Cuáles son los porcentajes de abundancia natural de sus dos isótopos, 10B y 11B? Las masas de estos isótopos son 10,012937 u y 11,009305 u, respectivamente.

Rpta: 10B = 20%, 11B = 80%.

45) El diámetro de una moneda de un centavo de dólar es de 19,0 mm. El diámetro de un átomo de plata es de 2,88 Å ¿Cuántos átomos de plata colocados lado a lado en línea recta cabrían sobre el diámetro de un centavo?

Rpta: 6,6x107 átomos de Plata

46) Un isótopo de un elemento no metálico tiene un número de masa de 127 y tiene 74 neutrones en su núcleo. El anión derivado de dicho isótopo tiene 54 electrones. Escriba el símbolo de este anión.

Rpta: I-1

47) Hay tres isotopos naturales del magnesio, sus masas y porcentajes de abundancia en la naturaleza son: 23,985042 uma, 78,99%, 24,985837 uma 10% y 25,982593 uma 11,01%. Calcule la masa atómica media ponderada del magnesio.

Resp: 24,31uma

48) Los tres isotopos naturales de Potasio son: 39K, 38,933707 uma, 40K, 39,963999 uma y 41K. Los porcentajes de abundancia natural del 39K y 41K son 93,2581% y 6,7302% respectivamente. Calcule la masa isotópica del 41K.

Resp: 41,34 uma

49) Calcule la masa, en gramos, de: a) 6,25x10-2 mol de P4, b) 4,03x1024 moléculas de ácido esteárico, C18H36O2, c) Una cantidad del aminoácido lisina, C6H14N2O2, que contiene 1,15 mol de átomos de N.

Resp: a) 7,75g b) 1,90x103g, c) 84 g

50) Calcule el número de moles de Br2, en una muestra formada por: a) 8,08x1022

moléculas de Br2, b) 2,17x1024 átomos de Br. c) 11,3 kg de Br2. d) 2,65 L de bromo líquido (densidad = 3,10 g/mL).

Resp: a)0,134 mol Br2, b) 1,80 mol Br2, c) 70,7 mol Br2, d)51,4 mol Br2

51) El contenido de hemoglobina en la sangre es aprox. 15,5 g/100mL de sangre. La masa molar de la hemoglobina es de 64,5 g/mol, y hay cuatro átomos de hierro (Fe)

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en una molécula de hemoglobina. ¿cuántos átomos de Fe hay en los 6 L de sangre de un adulto medio?

Resp: 3,47x1025 átomos de Fe

52) ¿Cuántos átomos de Ag hay en una joya de plata de ley que pesa 38,7 g, la plata de ley contiene 92,5 % de masa de Ag? P.A. Ag = 108 g/mol.

Resp: 2x1023átomos de plata

53) ¿Cuántos átomos hay en un alambre de cobre de calibre 20, de un metro de longitud?, un alambre de calibre 20 tiene un diámetro de 0,03196 pulg, y la densidad del cobre es de 8,92 g/cm3. P.A. Cu = 63,5 g/mol.

Resp: 4,38x1022átomos de cobre54) Calcule:

a) El número de moles de Rb, en una muestra de 167 g del metal rubidio.b) El número de átomos de Fe, en 363,2 kg de hierro.c) La masa de una muestra de un billón (1,0x1012) de átomos de plata metálica.d) La masa de un átomo de flúor.

Resp: a) 1,95 mol de Rb, b) 3,9 x 1027atomos de Fe, c) 1,8x10-10g de Ag, d) 3,156 x10-23 g

55) Calcule el porcentaje en masa de O, en el mineral malaquita Cu2(OH)2CO3

Resp: 36,2 %

56) Calcule el porcentaje en masa de H, en el hidrocarburo decano C10H22.Resp: 15,5%

57) Calcule el porcentaje de masa de H2O en el hidrato Cr(NO3)3*9H2O.Resp: 40,5%

58) Calcule el % en masa de cada uno de los elementos en el ácido esteárico, C18H36O2.

Resp: 76% C, 12,7% H, 11,3 % O

59) Un compuesto formado por carbono e hidrógeno contiene 93,75% de carbono y 6,25 % de hidrógeno en masa, se ha encontrado que la masa molecular del compuesto es de 128 uma. ¿Cuál es la fórmula molecular?

Resp: Empírica C1,25H o C5H4, Molecular C10H8

60) El dietilenglicol utilizado como anticongelante es un compuesto de carbono, hidrogeno y oxigeno con 45,27% de C y 9,45% de H en masa, ¿Cuál es su fórmula empírica?

Resp: C1,33H3,33O ó C4H10O3

61) Determine la fórmula empírica de:

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a) El raticida warfarina que contiene 74,01% de carbono, 5,23% de hidrógeno, 20,76% de oxígeno en masa.

b) El gas mostaza, que contiene 30,20% de carbono, 5,07% de hidrógeno, 44,58% de cloro y 20,16% de azufre en masa.

Resp: a) C4,75H4O ó C19H16O4, b) C4H8Cl2S

62) El compuesto XF3 tiene el 64,77% de F en masa, ¿Cuál es la masa atómica de X?

Resp: 31g/mol de X, probablemente X es P

63) El índigo, colorante azul de los blue jean, tiene una composición centesimal en masa de 73,27% de C, 3,84% de H, 10,68% de N y el resto de O. Su masa molecular es de 262 uma. ¿Cuál es la formula molecular del índigo?

Resp: C16H10N2O2

64) Una muestra de 261,2 g de hidrocarburo producen 866,1 g de CO2 y 221,6 g de H2O, en el análisis de los productos de la combustión se encuentra que su masa molecular es de 106 uma. Determine: a) Composición centesimal en masa, b) Su formula empírica, c) su formula molecular.

Resp: a) 90,51% C y 9,49 % H, b) C4H5, c) C8H10

65) Una mezcla de hidrocarburos está formada por 60% en masa de C3H8 y 40% de CxHy, cuando se queman 10 g de esta mezcla, se obtienen 29 g de CO2 y 18,8 g de H2O, como únicos productos. ¿Cuál es la fórmula del hidrocarburo desconocido?

Resp: CH4

66) La dimetilhidracina, es un compuesto formado por C, H y N, usado como combustible, cuando se quema por completo una muestra de 0,505 g produce 0,741 g de CO2 y 0,605 g de H2O, el contenido de nitrógeno en una muestra de 0,486 g se convierte en 0,226 g de N2. ¿Cuál es la formula empírica de la dimetilhidracina?

Resp: CH4N

67) Ajuste las siguientes ecuaciones por tanteo:

a) Na2SO4 + C Na2S + COb) HCl + O2 H2O + Cl2

c) PCl5 + H2O H3PO4 + HCld) PbO + NH3 Pb + N2 + H2Oe) Mg3N2 + H2O Mg(OH)2 + NH3

f) KO2 + CO2 K2CO3 + O2

g) Fe + H2O Fe3O4 + H2

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h) NH3 + O2 NO + H2O

68) El metal hierro reacciona con el metal cloro según la reacción:

Fe + Cl2 FeCl3

¿Cuántos moles de FeCl3 se obtienen cuando reacciona 7,26 moles de Cl2?, con un exceso de hierro.

Resp: 4,84 mol de FeCl3

69) ¿Cuántos gramos de O2 se producen en la descomposición de 43,4 g de KClO3?

KClO3 KCl + O2

Resp: 17 g de O2

70) La siguiente reacción del superóxido de potasio, KO2, se utiliza en sistemas de supervivencia para reemplazar al CO2 por O2 en el aire expirado:

KO2 + CO2 K2CO3 + O2

a) ¿Cuántos moles de O2 se producen cuando reaccionan 156 g de CO2 con exceso de KO2?

b) ¿Cuántos gramos de KO2 se consumen para cada 100g de CO2 eliminados en el aire expirado?

c) ¿Cuántas moléculas de O2 se producen por cada un miligramo de KO2

consumidos?

Resp: a) 5,32 mol de O2, b) 322,7g de KO2 c) 6,35x1018 moléculas de O2

71) ¿Cuántos gramos de Ag2CO3 deben haberse descompuesto si se obtuvieron 75,1 gr de Ag?, según la relación:

Ag2CO3 Ag + CO2 + O2

Resp: 96 gr de Ag2CO3

72) El mineral de hierro es Fe2O3 impuro. Cuando se calienta Fe2O3 con un exceso de carbono (coque), se obtiene el metal hierro y el gas monóxido de carbono. De una muestra del mineral de 938 kg se obtuvieron 523 kg de hierro puro. ¿Cuál es el porcentaje en masa de Fe2O3 puro en el mineral de hierro?

Fe2O3 + C CO + Fe

Resp: 79,7% de Fe2O3 puro.

73) La combustión de propano (C3H8) conduce a la formación de CO2 y H2O, ¿cuántos gramos de anhídrido carbónico y agua se obtienen por combustión de 120 g de propano?

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C3H8 + O2 CO2 + H2O

Resp: 360 g de CO2 y 196,36 g de H2O

74) El óxido de plata se descompone por la siguiente reacción:Ag2O Ag + O2

¿Cuántos gramos de óxido de plata hay que descomponer para obtener 100g de plata pura?

Resp: 107,41 g Ag2O

75) El dióxido de manganeso reacciona con aluminio de acuerdo a la siguiente reacción:MnO2 + Al Al2O3 + Mn

¿Cuántos gramos de dióxido de manganeso y de aluminio se necesitan para producir 200 g de Al2O3?

Resp: 255,88 g MnO2 y 105,88 g Al

76) ¿Cuántos gramos de HNO3 y de Fe se necesitan para producir 500 g de Fe(NO3)2? ¿Cuál es el % en masa del NO en la mezcla de salida?

Fe + HNO3 Fe(NO3)2 + NO + H2O

Resp: 466,66 g de HNO3, 155,56 g de Fe y 8,93% NO

77) Una mezcla compuesta de 34% de C y 66% de S que pesa 200 gramos se quema para producir CO2 y SO2. ¿Cuál es el % en masa de la mezcla de salida?

S + O2 SO2

C + O2 CO2

Resp: 48,55% CO2 y 51,45% SO2

78) Una muestra de una aleación de calcio-magnesio (Ca-Mg) que pesa 5 gr se disuelve y se precipita como sulfatos, la mezcla CaSO4 y MgSO4 pesa 20,09 gr. ¿Cuál es la composición de la aleación %Ca y %Mg?

Ca + H2SO4 CaSO4 + H2

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

Resp: %Ca = 60 y %Mg = 40

79) Un trozo de hoja de aluminio que mide 10,25 cm x 5,50 cm x 0,601 mm y tiene una densidad de 2,70 g/cm3 se disuelve en un exceso de HCl. ¿Qué masa de H2 se obtiene?

Al + HCl AlCl3 + H2

Resp: 1,01g H2

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80) Se hace reaccionar una muestra de 0,78 moles de hidruro de calcio (CaH2), con 1,52 moles de agua. ¿Cuántos moles de H2 se producirán?

CaH2 + H2O Ca(OH)2 + H2

Resp: 1,52 moles de H2

81) ¿Cuántos gramos de NO pueden producirse en la reacción de un mol de NH3 y un mol de O2?

NH3 + O2 NO + H2OResp: 24 g de NO

82) Una reacción secundaria en el proceso de fabricación del rayón a partir de la pulpa de madera es:

CS2 + NaOH Na2CS3 + Na2CO3 + H2O

¿Cuántos gramos de Na2CS3 se producen en la reacción de 92,5 mL de CS2 líquido (densidadCS2 = 1,26 g/mL) y 2,78 moles de NaOH?

Resp: 142,7 g de Na2CS3

83) El amoníaco (NH3) puede obtenerse calentando juntos los sólidos NH4Cl y Ca(OH)2, formándose también CaCl2 y H2O, si se calienta una mezcla formada por 33g de cada uno de los sólidos NH4Cl y Ca(OH)2. ¿Cuántos gramos de NH3 se formarán? ¿Qué reactivo queda en exceso y en qué cantidad?

NH4Cl + Ca(OH)2 NH3 + CaCl2 + H2O

Resp: 10,5 g de NH3 y 10,17 g de exceso de Ca(OH)2

84) Se queman 408 g de propanol (C2H5OH) en presencia de 326 g de oxígeno, ¿cuántos moles de CO2 y H2O se producen? ¿Cuál reactivo esta en exceso y cuál es su porcentaje de exceso?

C2H5OH + O2 CO2 + H2O

Resp: 6,8 mol de CO2, 10,19 mol de H2O, 61,7% exceso de C2H5OH

85) En la fabricación de cloruro de vinilo (C2H4Cl2) se hacen reaccionar 320 g de etileno (C2H4) con 100 g de HCl y 180 gr de O2. ¿Cuáles reactivos están en exceso y en deficiencia? ¿Cuántos gramos de cloruro de vinilo y agua se producen? ¿Cuál es la composición en % en peso de la mezcla que deja el reactor?

C2H4 + O2 + HCl C2H4Cl2 + H2O

Resp: Exceso C2H4 y O2. 135,62 g de C2H4Cl2 y 24,66 g de H2O. 22,6% C2H4Cl2, 4,11% H2O, 26,35% O2 y 46,94% C2H4.

86) Durante la combustión de propano en presencia de oxígeno, se producen 79,2 g de CO2, y 43,2 g de agua; quedando sin reaccionar 4,8 g de propano. ¿Cuántos gr de propano y oxígeno habían inicialmente? ¿Cuál es % de exceso del propano?

C3H8 + O2 CO2 + H2O Resp: 31,2g de C3H8 y 96g de O2, 15,38% exceso Propano

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87) Se oxida amoniaco con oxígeno para producir óxido nítrico. Después de terminada la reacción se encuentra que se formaron 80 g de NO y quedan sin reaccionar 25 gr de NH3. ¿Cuál es el % de exceso de NH3? ¿Cuánto oxígeno se consume? ¿Cuál es la composición de la mezcla final?

NH3 + O2 NO + H2O

Resp: 35,55% exceso NH3, 106,67 g de O2. 45,2% NO, 14,12% NH3 y 40,68 % H2O

88) Se hacen reaccionar 20 gr de CO con 15 de hidrógeno, ¿cuántos gramos de metanol se obtienen? ¿Cuál reactivo esta en exceso y cuál es el deficiente?

CO + H2 CH3OH

Resp: 22,85 g de metanol, limite CO exceso H2

89) Una reacción de 1,80 moles de CCl4 con un exceso de HF se forma 1,55 moles de CCl2F2. ¿Cuáles son los rendimientos?

a) Teóricob) Realc) Porcentual de esta reacción.

CCl4 + HF CCl2F2 + HCl

Resp: a) 1,80 mol de CCl2F2, b) 1,55 molCCl2F2 c) 86,1% de rendimiento

90) En la siguiente reacción 100 g de C6H11OH proporcionaron 54gr de C6H10

C6H11OH C6H10 + H2O

a) ¿Cuál es el rendimiento teórico de la reacción?b) ¿Cuál es el rendimiento porcentual?c) ¿Cuál es la masa de C6H11OH que debería haber sido utilizada para producir

100g de C6H10 si el rendimiento fuese el determinado en el apartado b)?

Resp: a)82 g de C6H10, b) 65,85% y c) 185,2g

91) La reacción de 15 gr de C4H9OH, 22,4 g de NaBr y 32,7 gr de H2SO4 proporciona 17,1 gr de C4H9Br según la reacción:

C4H9OH + NaBr + H2SO4 C4H9Br + NaHSO4 + H2O

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¿Cuáles son?a) Rendimiento teóricob) Rendimiento real c) Rendimiento porcentual de esta reacción.

Resp: a) 27,8 g, b)17,1g y c) 61,6%

92) ¿Cuántos gramos de acido acético comercial (97% masa de C2H4O2) deben reaccionar con un exceso de PCl3, para obtener 75 gr de cloruro de acetilo (C2H3OCl), si la reacción tiene un rendimiento de 78,2%?

C2H4O2 + PCl3 C2H3OCl + H3PO3

Resp: 75,6 g

93) En la descomposición de 300 g de nitrato de sodio, se producen 47 g de oxígeno. ¿Cuál es el rendimiento teórico y porcentual de la reacción?

NaNO3 NaNO2 + O2

Resp: 56,47 g O2 y 83,2% rendimiento94) El rendimiento en la producción de cloro por descomposición del cloruro férrico es

de 92%. ¿Cuántos gramos de cloro se producen a partir de 600g de cloruro férrico?FeCl3 FeCl2 + Cl2

Resp: 120,6 g Cl2

95) Desde una solución de cloruro férrico se precipitan 954 g de hidróxido férrico agregando hidróxido de amonio. Si el rendimiento en la precipitación es de 95%. ¿Cuánto cloruro férrico se tenía inicialmente?

FeCl3 + NH4OH Fe(OH)3 + NH4Cl

Resp: 1525 g de FeCl3

96) Al disolver hierro en ácido nítrico se producen 81 g de óxido nítrico. ¿Cuántos g de hierro se disolvieron si el rendimiento de la reacción es de 85%?

Fe + HNO3 Fe(NO3)2 + NO + H2O

Resp: 226,8 g de Fe

97) ¿Cuántos gramos de HCl se consumen en la reacción de 425g de una mezcla que contiene 35,2% de MgCO3 y 64,8% de Mg(OH)2 en masa?

Mg(OH)2 + HCl MgCl2 + H2OMgCO3 + HCl MgCl2 + H2O + CO2

Resp: 475 g

98) El ciclohexanol al calentarse con ácido sulfúrico se convierte en ciclohexeno según la siguiente reacción:

C6H11OH C6H10 + H2O

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Si el rendimiento porcentual de la reacción es de 83%, ¿qué masa de ciclohexanol debe utilizarse para obtener 25 g de ciclohexeno?

Resp: 36,7g de C6H11OH

99) El diclorodifluormetano que ha sido utilizado como refrigerante, puede prepararse según las siguientes reacciones:

CH4 + Cl2 CCl4 + HClCCl4 + HF CCl2F2 + HCl

¿Cuántos moles de Cl2 deben consumirse en la primera reacción para obtener 2,25 kg de CCl2F2 en la segunda reacción? (Suponga que todo el CCl4 que se produce en la primera reacción se consume en la segunda).

Resp: 74,4 moles

100) ¿Cuáles son las molaridades (M) de los siguientes solutos cuando se disuelven en agua?

a) 2,92 mol de CH3OH en 7,16 L de soluciónb) 7,69 mmol de C2H5OH en 50 mL de soluciónc) 25,2 g de CO(NH2)2 en 275 mL de soluciónd) 18,5 mL de C3H5(OH)3 (densidad = 1,26 g/mL) en 375 mL de solución.

Resp: a) 0,408 M, b) 0,153 M, c) 1,53 M, d) 0,675 M

101) ¿Qué volumen en mL debe tomarse de una solución de AgNO3 0,650 M, para prepara por dilución 250 mL de AgNO3 0,423 M?

Resp: 163 mL

102) Se evapora agua de 135 mL de una solución de K2SO4 0,188 M hasta que el volumen de la solución es de 105 mL. ¿Cuál es la molaridad de la solución resultante?

Resp: 0,242 M

103) ¿Cuántos mL de HCl 2,35 M hacen falta para disolver un trozo de 1,75 g de carbonato de calcio (mármol)?

CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2

Resp: 14,9 mL

104) Se añade una muestra de 0,696 mol de Cu a 136 mL de HNO3 6 M. Suponiendo que la siguiente reacción es la única que tiene lugar. ¿reaccionara todo el Cu?

Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + H2O + NO

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Resp: El HNO3 es el reactivo limitante, por tanto el Cu no reacciona todo.

105) ¿Qué solución tiene la concentración más alta de sacarosa (C12H22O11): una solución al 46% en masa con una densidad de 1,21 g/mL ó una solución al 1,5 M? Justifique su respuesta.

Resp: la solución al 46% es 1,62 M C12H22O11

106) ¿Qué masa en gramos de Na2CO3 se requiere para que reaccione por completo 25 mL de solución de HNO3 0,155M?

Na2CO3 + HNO3 NaNO3 + CO2 + H2O

Resp: 0,205 g

107) ¿Qué volumen de solución 0,25 M de nitrato de plata, se necesita para que reaccionen 18,6 g de fosfato de potasio?

AgNO3 + K3PO4 Ag3PO4 + KNO3

Resp: 1053 mL

108) Un método usado comercialmente para pelar papas es sumergirlas en una solución de NaOH durante corto tiempo, sacarlas de esta solución y quitarles las cascaras. La concentración de NaOH debe estar entre 3 y 6 M. El NaOH se analiza periódicamente. En uno de estos análisis se requirieron 45,7 mL de H2SO4 0,5 M para reaccionar completamente con una muestra de 20 mL de la solución de NaOH.

NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2ODetermine la concentración del NaOH, ¿servirá para pelar las papas?

Resp: 2,29 M, no sirve para pelar las papas.109) Una muestra de 10 mL de solución 2,05 M de KNO3 se diluye hasta 250 mL.

¿Cuál es la concentración de la solución diluida?Resp: 0,082M

110) El fertilizante nitrogenado, sulfato de amonio (NH4)2SO4 se prepara con amoníaco y ácido sulfúrico. Si se utiliza para la reacción una solución de H2SO4 de densidad 1,8 g/ml y de 96% de pureza. ¿Qué volumen de esta solución es necesario para la reacción total de 100 g de NH3?

NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

Resp: 167mL

111) Se diluye 25 ml de HCl 1,5 N, hasta 500mL. ¿Qué concentración tiene el HCl diluido?

Resp: 0,075 M

112) Una gota (0,05mL) de disolución 12 M de HCl se extiende sobre una hoja delgada de aluminio. Suponga que todo el ácido reacciona y disuelve la hoja de un lado al

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otro. ¿Cuál será el área en cm2 del agujero cilíndrico producido? (densidad del Al = 2,70 g/mL, espesor de la hoja 0,10 mm)

Al + HCl AlCl3 + H2

Resp: 0,22 cm2

113) Una muestra de 0,155 g de una aleación Al-Mg se disuelve en un exceso de HCl, produciéndose 0,0163 g de H2. ¿Cuál es el porcentaje de Mg en la aleación?

Al + HCl AlCl3 + H2

Mg + HCl MgCl2 + H2

Resp: 22% Mg y 78% Al

114) Balancee por OXIDO-REDUCCIÓN:a) CH4 + NO CO2 + N2 + H2Ob) H2S + SO2 S8 + H2Oc) Cl2O + NH3 N2 + NH4Cl + H2Od) NO + H2 NH3 + H2Oe) MnO4

- + I- Mn+2 + I2

f) BrO3- + N2H4 Br- + N2

g) VO4-3 + Fe+2 VO+2 + Fe+3

h) UO+2 + NO3- UO2

+2 + NOi) S2O3

-2 + MnO4

- SO4-2 + Mn+2

j) Fe+3+ NH3OH+ Fe+2 + N2O

2DO PARCIAL

UNIDAD II Y III: ESTRUCTURA ELECTRONICA DE LOS ATOMOS Y PROPIEDADES PERIODICAS.

1) A continuación se representa una onda electromagnética hipotética. ¿Cuál es la longitud de onda de esta radiación?, ¿Cuál es la frecuencia en herz? Y ¿Cuál es la energía en joule?

Rpta: 4,68x10-9m, 6,41x1016 Herz, 4,25x10-17 J.

2) Utilice la ecuación de Balmer para determinar:a) La frecuencia en s-1 de la radiación correspondiente a n = 5

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1,17 nm

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b) La longitud de onda en nm, de la línea en la serie de Balmer correspondiente a n = 7.

c) El valor de n correspondiente a la línea de la serie de Balmer a 380nm.

v = 3,2881x1015s-1 x(1/22 – 1/n2)

Rpta: a) 6,91x1014 s-1, b) 397nm, c) 10

3) ¿Qué transición electrónica en el átomo de hidrógeno, empezando desde n= 7, producirá luz infrarroja de longitud de onda 2170 nm?

Rpta: n = 7 a n = 4

4) Ordene los siguientes tipo de radiación en orden de longitud de onda creciente: a) la radiación infrarroja de una hornilla eléctrica, b) los rayos X empleados en diagnósticos médicos, c) la luz UV de una lámpara de sol, d) la radiación de un horno microondas, e) la luz verde del semáforo.

Resp: b < c < e < a < d

5) ¿Cuál es el máximo número de electrones de un átomo que puede tener los siguientes números cuánticos? Especifique en que orbitales pueden hallarse estos electrones. a) n=2, s=+1/2; b) n=4, m=±1; c) n=3, l=2; d) n=2, l=0, s = -1/2.

Rpta: a) 4e, b) 12e, c) 10e d) 1e

6) Un láser de diodo emite a una longitud de onda de 987 nm. Toda la energía que produce se absorbe en un detector que mide una energía total de 0,52 J durante un período de 32 s. ¿Cuántos fotones por segundo emite el láser?

Rpta: 8,063x1016 fotones/s

7) Sólo una fracción de la energía eléctrica suministrada a una lámpara de tungsteno se convierte en luz visible. El resto de la energía aparece como radiación infrarroja (es decir calor). Una bombilla de 75 W transforma en luz visible el 15,0% de la energía que recibe ( suponiendo que la longitud de onda es de 550 nm)¿ Cuantos fotones emite la bombilla por segundo? (1 W= 1 J/s)

Rpta: 3x1019 fotones/s

8) Un Láser empleado como indicador en presentaciones produce luz roja con longitud de 630 nm y una potencia de 5KW. El laser apunta a una superficie durante 2 min. ¿Cuántos fotones de luz laser incidirán en la superficie durante este tiempo?

Resp: 1,9x1024 fotones

9) Se requiere 222 KJ/mol para expulsar electrones del potasio metálico.

a) Calcule la frecuencia mínima de luz necesaria para emitir electrones del potasio por efecto fotoeléctrico.

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b) ¿Qué longitud de onda tiene está luz?c) Si irradiamos potasio con luz de 350 nm, calcule la energía cinética

máxima que pueden tener los electrones.

Resp: a) 5,56x1014Herz, b) 539 nm, c) 2x10-19 J

10) Calcule la longitud de onda de los siguientes objetos. a) Una persona de 85 kg que esquía a 60 km/h; b) Una pelota de beisbol que pesa 5 onzas (1 onza= 28,3 g) lanzada a una velocidad 89 mi/h; c) Un átomo de helio que se mueve a 8,5x105 m/s.

Resp: a) 4,68x10-37m, b) 1,18x10-34 m c) 1,17x10-13m

11) La difracción de neutrones es una técnica importante para determinar las estructuras de las moléculas. Calcule la velocidad de neutrón que tiene una longitud de onda característica de 0,88 Ǻ (masa neutrón: 1,675x10-24g).

Resp: 4511,43 m/s

12) El molibdeno metálico debe absorber radiación con una frecuencia mínima de 1,09x1015 s-1 para poder emitir un electrón de su superficie por el efecto fotoeléctrico. a) Determine la energía mínima necesaria para producir dicho efecto. b) Determine la longitud de onda de la radiación que proporciona fotones de esta energía.

Rpta: a) 7,23x10-19 J, b) 275 nm

13) ¿En que región del espectro electromagnético se espera encontrar radiación con una energía por fotón 100 veces mayor que la asociada con radiación de 988nm?

Rpta: 98,8 nm Rx-UV

14) ¿Qué tipo de partícula posee suficiente velocidad para producir ondas de materia de longitud de onda del orden de 1 nm, el protón o el electrón? Justifique su respuesta.

Rpta: electrón

15) ¿Cuáles de las siguientes especies son isoelectrónicas entre sí? C, Cl -, Mn2+, B-, Ar, Zn, Fe3+, Ge2+.

Rpta: C y B-, Cl- y Ar, Mn+2 y Fe+3, Zn y Ge+2

16) Para medir la energía de ionización de los átomos se emplea una técnica llamada espectroscopía fotoelectrónica. Al irradiar una muestra con luz UV, emite electrones de su capa de valencia. Se mide la energía cinética de los electrones emitidos. Como se conoce la energía del fotón UV y la energía cinética de los electrones emitidos, se puede escribir

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Donde v es la frecuencia de la luz UV y m y son las masa y la velocidad del electrón, respectivamente. En un experimento se encuentra que la energía cinética del electrón emitido por el potasio es de 5,34x10-19J utilizando una fuente UV cuya longitud de onda es de 162 nm. Calcule las energías de ionización del potasio.

Rpta: 6,94x10-19 J

17) Utilizando el segundo periodo de la tabla periódica como ejemplo, demuestre que el tamaño de los átomos disminuye según se avanza de izquierda a derecha. Explique esta tendencia.

18) Utilice el tercer periodo de la tabla periódica como ejemplo para indicar el cambio en la primera energía de ionización de los elementos al avanzar de izquierda a derecha. Explique la tendencia.

19) Compare los elementos B, Al, C y Si.a) ¿Cuál tiene el radio atómico más grande?b) Ordene los elementos B, Al y C en orden creciente la primera energía de

ionización.c) ¿Cuál tiene mayor carácter metálico?

Resp: a) Al, b) Al < B < C c) Al

20) Nombre el elemento que corresponde a cada una de las siguientes características: a) El elemento cuyos átomos tiene la configuración electrónica 1s22s22p63s23p4; b) el metal alcalinotérreo que tiene el mayor radio atómico; c) el elemento del grupo 5A cuyos átomos tienen la energía de ionización más alta; d) el elemento cuyo ión +2 tiene configuración [Kr].

Resp: a) S, b) Ra, c) N, d) Sr

21) Acomode los elementos siguientes en orden de carácter metálico creciente: As, P, Bi, Sb y N.

Resp: N < P < As < Sb < Bi

22) Escriba las ecuaciones que representen los siguientes procesos:

a. La afinidad electrónica de S-

b. La tercera energía de ionización del titanioc. La afinidad electrónica de Mg2+

d. La energía de ionización de O2-

23) La afinidad electrónica del litio es un valor negativo, en tanto que la del berilio es un valor positivo. Explique esta observación utilizando configuraciones electrónicas.

24) Escriba los valores correspondientes para n y l para cada uno de los siguientes orbitales: a) 4s, b) 3p, c) 5f, d) 3d

Rpta: a) 4 y 0, b) 3 y 1, c) 5 y 3 d) 3 y 2.

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25) ¿Cuál o cuáles de los siguientes conjuntos de números cuánticos no están permitidos? ¿Por qué?

a. n = 3 l = 2 m = -1b. n = 2 l = 3 m = -1c. n = 3 l = 0 m = +1d. n = 6 l = 2 m = -1e. n = 4 l = 4 m = +4f. n = 4 l = 3 m = -1

Rpta: a) permitido, b) no permitido, c) no permitido, d) permitido, e)no permitido, f) permitido

26) Indique el número de electrones desapareados en un átomo de a) magnesio, b) talio, c) teluro, d) aluminio, explique si posee propiedades diamagnéticas o paramagnéticas.

27) El espectro del magnesio tiene una línea a 266,8 nm. ¿Cuál o cuáles de estas proposiciones son correctas en relación a esta radiación?

a. Su frecuencia es más alta que la correspondiente a la radiación con longitud de onda de 402nm.

b. Es visible al ojo.c. Su velocidad en el vacío es mayor que la de la luz roja de longitud de

onda a 652 nm.d. Su longitud de onda es más larga que la de los rayos X.

Rpta: a y d son verdaderas

28) ¿Cuánto tarda la luz del sol situado a 250 millones de kilómetros, en llegar a la tierra?

Rpta: 8,3 min

29) La serie de Lyman del espectro del hidrógeno puede representarse por la ecuación:

v = 3,2881x1015s-1 x(1/12 – 1/n2)

a. Calcule las líneas de esta serie de longitudes de onda máxima y mínima, en nm.

b. ¿Cuál es el valor de n que corresponde a la línea espectral a 95 nm?c. ¿Hay alguna línea en 108,5 nm? Justifíquelo.

Rpta: a) 121,65 nm y 91,23nm, b) n = 5, c) 2,5 no hay línea.

30) ¿Cuál es la longitud de onda, en nm, de la luz con un contenido de energía 1799kJ/mol?. ¿En qué región del espectro electromagnético se encuentra esta luz?

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Rpta: 66,55 nm UV

31) La luz de frecuencia más baja que produce efecto fotoeléctrico se llama frecuencia umbral.

a. La frecuencia umbral para el indio es 9,96x1014s-1 ¿Cuál es la energía en Joule de un fotón de esta radiación?

b. ¿Se producirá efecto fotoeléctrico en el indio con luz ultravioleta? ¿con luz infrarroja? Justifíquelo.

Rpta: a) 6,6x10-19J, b) UV < 300 nm si produce, IR no producen.

32) Cuando se excita un electrón desde la primera hasta la tercera orbita de Bohr, calcule el aumento en la distancia al núcleo y la energía. Ao= 0,53 Å

Rpta: 4,24Å y 1,94x10-18J absorbe energía.

33) Determine para el átomo de hidrógeno de Bohr:a. El radio de la órbita n = 4b. Si existe una órbita con un radio a 4 Åc. La energía del nivel correspondiente a n = 8d. Si existe un nivel de energía a -25x10-17J.

Rpta: a) 8,48Å b) No existe, c) -3,4x10-20J, d) no existe.

34) ¿Qué transición electrónica del átomo de hidrógeno, terminando en la órbita n = 5, producirá luz de longitud de onda 3740 nm?

Rpta: de n = 8 a n = 5

35) ¿Cuál debe ser la velocidad, en m/s, de un haz de electrones si poseen una longitud de onda de De Broglie de 1 µm?

Rpta: 727,77m/s

36) Calcule la longitud de onda de De Broglie, en nm, asociada a una pelota de béisbol, de 145 g que se mueve a una velocidad de 168 km/h. ¿Cómo es esta longitud de onda comparada con las dimensiones nucleares o atómicas habituales?

Rpta: 9,8x10-35m se sale completamente de las dimensiones habituales

37) Se acelera un protón a una velocidad 3000 m/s, y esta velocidad puede medirse con una precisión de ±1%. ¿Cuál es la incertidumbre en la posición de este protón? Masa protón =1,67x10-27kg.

Rpta: 10,53 Å38) Indique un valor aceptable para cada uno de los números cuánticos que faltan

a. n = 3 l = ? m = 2 s= +1/2

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b. n = ? l = 2 m = -1 s= -1/2c. n = 4 l = 2 m = 0 s= ?d. n = ? l = 0 m = ? s= ?

Rpta: a) 2, b) 3 a ∞, c) ±1/2, d) 1 a ∞, 0, ±1/2.

39) Indique para cada uno de los siguientes pares el átomo que tiene un tamaño mayor: a) Te o Br, b) K o Ca, c) Ca o Cs, d) N o O, e) O o P, f) Al o Au

Rpta: Te, K, Cs, N, P, Au.

40) Ordene de mayor a menor según su radio las siguientes especies: Al, F As, Cs+1, I-1 y N.

Rpta: I-1 > Cs+1 > Al > As > N > F

41) Ordene de forma creciente según los valores para la primera energía de ionización: Sr, Cs, S, F, As.

Rpta: Cs < Sr < As < S < F

42) Ordene de forma creciente según su electronegatividad: Sc, Fe, Rb, Br, O, Ca, F, Te.

Rpta: Rb < Ca < Sc < Fe < Te < Br < F

43) Sólo una de las especies dadas a continuación posee electrones desapareados. Indique cuál es y explique su respuesta: F-1, Ca+2, Fe+2 y S-2.

44) ¿Serán paramagnéticos todos los átomos con un número impar de electrones? ¿Serán diamagnéticos todos los átomos con un número par de electrones? Razone su respuesta.

45) Escriba configuraciones electrónicas consistentes con los siguientes datos de números de electrones desapareados: Ni+2 dos, Cu+2 uno y Cr+3 tres.

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3ER PARCIAL

1) Indique el tipo de enlace existente (covalente (apolar o polar) ó iónico) en las siguientes especies:

MgCl2, H2, HBr, FCl, CH4, CCl4, CHCl3, NO2, N2, CaO, NaCl, ICl.Resp: I, CA, CP, CP, CA, CA, CP, CA, CA, I, I, CP.

2) ¿Cuál de las siguientes moléculas tiene mayor energía de enlace: O2, N2 o Cl2.Resp: N2

3) ¿En cuál de las siguientes moléculas la distancia carbono-carbono es más corta?a) H2CCH2 b) HCCH, c) H3CCH3 d) H2CCCH2 e) H3CCH2CH3.

Resp: b)

4) ¿En cuál de los compuestos siguientes esperaría usted encontrar la separación más pequeña entre los núcleos de los iones vecinos (longitud de enlace):

NaI; KBr; LiF.Resp: LiF

5) ¿Cuál de los siguientes enlaces son polares? B-Cl; Cl-Cl; P-F; O-Br. ¿Cuál es el átomo más electronegativo en cada enlace?

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Resp: B-Cl, P-F, O-Br. Cl, F, O.

6) ¿Cuál de los siguientes enlaces covalentes es el más polar?a) H-Cl; b) H-N; c) H-O; d) H-S; e) H-H

Resp: H-O

7) ¿Cuál de las siguientes moléculas contiene el enlace más polar?a) BeF2; b) CF4; c) BF3; d) NF3; e) F2

Resp: Be-F

8) Ordene los enlaces de cada uno de los conjuntos siguientes en orden de polaridad creciente:

a) H-F, O-F, Be-Fb) C-S, B-F, N-Oc) P-N, P-O, P-S

Resp: OF < HF < BeF ; BF < NO < CS ; PS < PN < PO

9) Dibuje las estructuras de Lewis para: SiH4, HOBr, H2CO, PO4-1, SO3

-2, AsF6-1, CO2,

SF4, ClF3, BrF5, HCN, H2O, NO+1

10) Con base en las estructuras de Lewis, prediga el ordenamiento de las longitudes de enlace C-O en CO, CO2 y CO3

-2. Calcule las cargas formales de todos los átomos.Resp: CO2 < CO3

-2 < CO

11) ¿Cuál es la carga formal del nitrógeno en: NO3-1 y NH2CH2COOH.

Resp: +1 y 0.

12) Construya la estructura para el ión tiocianato CNS-1. Determine carga formal.

13) Utilice los conceptos de carga formal y electronegatividad para explicar por qué la mejor estructura de Lewis para el BF3 es el que tiene menos de un octeto alrededor del Boro.

Resp: porque el F nunca puede poseer carga formal positiva.

14) Dibuje las estructuras de resonancia de las siguientes especies: NO2-1, CO3

-1, SO3, HCO2

-1, N2O4.

15) Escriba las estructuras de Lewis para los siguientes compuestos: CH3CH2COOH, C3O2, OCl2S, HOCCH2Cl

16) Un recipiente cerrado de 10 litros contiene nitrógeno (N2) a 250°C y 100 KPa de presión. Calcule:

a) El Número de moléculas de N2 (1,38x1023 moléculas)b) La masa de N2 (6,44g)c) La densidad del gas a las condiciones dadas y a condiciones estándar (0,064 g/L y

1,25 g/L)

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17) Dos recipientes cerrados de igual volumen contienen dos gases diferentes, A y B. Los dos gases están en la misma temperatura y presión. La masa de gas es 1,62 g; mientras que la de B, que es metano, es 0,54 g. ¿Cuál de los gases siguientes tiene que ser? SO2, SO3, O3, CH3-CH3.

Resp: 48g/mol O3

18) Cuál será el volumen que ocupen 7,31 g de CO2 a 720 mm de Hg y 27°C de temperatura.(4,31L).

19) ¿Cuál es la temperatura en °C de un gas ideal si 0,525 moles ocupan un volumen de 7480 mL a la presión de 3853 mmHg? (608°C).

20) Qué masa ocuparán 3.3 litros de CH4 a 27°C y 710 mm de Hg (2g)

21) ¿Cuántos moles de un gas ideal hay en un volumen de 3,6 litros si la temperatura es -85°C y la presión es 3,9 atm? (0,91 moles).

22) Una balsa inflable se llena con gas a una presión de 15,47 psi a 60,8 ºF. Cuando la balsa se expone al sol, el gas se calienta hasta 44ºC, ¿Cuál es la presión del gas dentro de la balsa, en estas condiciones? (878 mmHg)

23) En una investigación de un gas refrigerante usado en aires acondicionados se encontró que una muestra de 500mL a 28ºC ejerce una presión de 92 kPa. ¿Cuál será la presión que ejerce la muestra cuando se comprime a 300 mL y se enfría a 23ºF? (137 kPa).

24) El gas flúor, muy peligroso, se transporta en cilindros de acero inoxidable con una capacidad de 1,06 pie3 a una presión de 160 psi y 78,8ºF. ¿qué masa de flúor hay en un cilindro? ¿Qué volumen ocuparía el flúor a condiciones estándar? (506 g y 298L)

25) Si un globo contiene 0,75 mol de O2 a 28ºC y tiene un volumen de 2,8 litros. ¿Cuál será el volumen si se agrega 16 g mas de O2 a la misma temperatura y presión? (4,7L).

26) Un recipiente de 5 litros de volumen, se encuentra a 400K, conteniendo 30% en volumen de Helio (He) y el resto Oxígeno (O2). La masa total de los gases es 3 g. Calcule:

a) La masa molecular promedio de la mezcla gaseosa. (23,6 g/mol).b) La presión total en el interior del recipiente. (0,834 atm).

27) Demuestre mediante la ecuación de estado de los gases ideales que 25 gr de O2 en CNPT es igual a 17.5 litros

Resp: 25 g de O2 = 0,7815 mol

28) ¿Cuál es la presión en atm de un gas ideal, si 0,784 moles ocupan un volumen de 3,11 litros a 68,61 K? (1,41atm).

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29) ¿Qué presión en atm, ejerce una mezcla de 2 g de H2 y 8g de N2 si se encuentran a 0ºC en un recipiente de 10L? (2,88 atm)

30) Un cilindro de Argón gaseoso contiene 125 moles a 15198,75 kPa y a 80,6ºF. Después se ha utilizado parte del argón, la presión es de 136 atm y 80,6ºF. ¿Qué masa de argón queda en el cilindro? (4530 g)

31) Si 0,5 moles de NH3 se introducen en un cilindro de 2 litros a 25°C. Calcule la presión del gas, asumiendo un comportamiento ideal. (6,1 atm)

32) Si 5 g de etano se encuentran en un recipiente de 1 litro de capacidad. El recipiente es tan débil que explota si la presión excede de 10 atm. ¿A qué temperatura la presión del gas tenderá al punto de explosión? PM etano = 30 g/mol (459°C)

33) Un recipiente A de 500 ml de capacidad contiene inicialmente N2 a 0.7 atm y 25 oC; un recipiente B de 800 ml de capacidad contiene inicialmente O2 a 0.5 atm y 0°C. Los dos recipientes se conectan de tal forma que hay paso libre de gases entre ellos. El ensamblaje se lleva a la temperatura de 20°C. Calcule la presión final. (0,59 atm)

34) Un gas ideal a 1 atm de presión se encuentra en un recipiente de volumen desconocido. Se abre una llave que permite que el gas se expanda en un recipiente previamente evacuado de un volumen de 0.5 litros de capacidad. Cuando el equilibrio entre los recipientes se establece, se observa que la temperatura no ha cambiado y que la presión es de 530 mm de Hg ¿Cuál es el volumen, V1, del primer recipiente? (1,15 L)

35) Si 0.896 g de un compuesto gaseoso que contiene únicamente Nitrógeno y Oxígeno ocupa 542 cc a 674 mm de presión y 28°C ¿Cuál es el peso molecular del gas? (46 g/mol NO2)

36) Un gas ideal a 650 mmHg de presión ocupa un recipiente de volumen desconocido. Se retira una cierta cantidad de gas y se encuentra que ocupa 15,2 L a 1 atm de presión. La presión remanente en el recipiente es de 600 mmHg. Asumiendo que todas las medidas se realizan a la misma temperatura, calcule el volumen del recipiente. Si el número de moles de gas retirado es de 0.5. Calcule la temperatura a la cual se realizaron las medidas. (T = 370K, V = 230 L)

37) Una muestra de nitrógeno gaseoso se burbujea a través de agua líquida a 25°C y se recolecta un volumen de 750 cc. La presión total del gas, saturado con vapor de agua, es 740 mm de Hg a 25°C y la presión de vapor del agua a dicha temperatura es de 24 mm de Hg. ¿Cuántos moles de nitrógeno hay en la mezcla? (0,029 mol N2)

38) Cuando 2.93 g de cloruro de mercurio se vaporizan en un envase de 1 lit a 680 oK, la presión es de 458 mmHg. ¿Cuál es el peso molecular y la fórmula molecular del vapor de cloruro de mercurio? PA Hg:200; Cl:35.5 (PM= 271 g/mol HgCl2)

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39) Si 1 g de Hidrogeno y 1 g de oxigeno molecular se introducen en un envase de 2 lit a 27°C. Determine la presión parcial de cada gas, la presión total y la composición en moles% de la mezcla.

(pH2= 6,15 atm, pO2= 0,38 atm, Ptotal = 6,53 atm, %H2= 94 y %O2= 6)

40) Calcule el volumen de CO en condiciones estándar que reacciona con 4,8 g de Fe2O3

La reacción química del oxido férrico con monóxido de carbono es la siguiente: Fe2O3 + CO(g) → Fe + CO2 (g)

Resp: 2,016L

41) El sulfato de amonio, un fertilizante importante, se puede fabricar por la reacción del amoniaco con acido sulfúrico

NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4

Calcule el volumen necesario de amoníaco a 20ºc Y 25 atm para reaccionar con 150kg de H2SO4

Resp: 2942 L

42) La azida de sodio (NaN3) se usa para generar nitrógeno gaseoso que infla las bolsas de aire de algunos automóviles durante un choque. El impacto de una colisión desencadena la descomposición de la azida según la siguiente reacción:

NaN3 Na + N2

Si el volumen de una bolsa de aire es de 45,6 L a una presión de 835 mmHg y una temperatura de 22ºC, ¿qué cantidad de NaN3 se requeriría para generar todo este nitrógeno?

Resp: 89,75 g de NaN3

43) Una muestra de 1,6 g de KClO3 se calienta para producir O2 de acuerdo con la ecuación:

KClO3 KCl + O2

Considere una descomposición completa y un comportamiento ideal del gas. ¿Qué volumen de O2 se recoge sobre agua a 26ºC y 740 mmHg de presión? (Pv a 26ºC = 25 mmHg)

Resp: 511 mL

44) El hidrógeno gaseoso se produce según la reacción siguiente:Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2

Si se recogieron 124 mL de H2 húmedo, sobre agua a 24ºC y una presión barométrica de 14 psi, ¿cuántos gramos de Zn se habrán consumido? (Pv a 24ºC = 22,38 mmHg)

Resp: 0,307 g de Zn.

45) En un experimento del que se informó en la literatura científica, se pusieron a correr cucarachas machos a diferentes velocidades en una rueda miniatura mientras se medía su consumo de oxígeno. En 1 hora una cucaracha tomada de muestra, corriendo a 0,08 km/h consumió 0,8 mL de O2 a 1atm de presión y 24ºC por gramo del insecto. a) ¿Cuántos moles de oxígeno consumiría en una hora una cucaracha de 5,2 g si se mueve a la velocidad mencionada? b) Esta misma cucaracha es atrapada por un niño, quien la

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coloca en un frasco de un cuarto de galón con tapa hermética. Suponiendo que la cucaracha continua con el mismo nivel de actividad que en la investigación. ¿Consumiría más del 20% del O2 disponible en un período de 48 horas? (el aire tiene 21% en moles de O2).

Resp: a) 1,708x10-4 mol de O2, b) Si consumiría todo el O2

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