1.
El hidrógeno, H2,
reacciona con el Cl2 para proporcionar HCl en una reacción química.
Haz un dibujo representativo de la situación por medio de círculos para
representar a los átomos, que muestre a nivel molecular cuál es la causa de que
se produzca una reacción química.
En
el esquema, las esferas rojas representan al átomo de hidrógeno, y las violetas
al cloro.
En
la línea superior se muestra un choque efectivo, y en la inferios uno no eficaz
y que no conlleva una reacción.
2.
¿Qué factores aumentan la velocidad de
reacción? Explica por qué en estado gaseoso los reactivos reaccionan más rápido
que en estado sólido. (Explicación en términos de la Teoría Cinético-Molecular)
Los
factores que provocan un aumento de la velocidad: catalizadores, división de la
muestra, estado de agregación, concentración, temperatura.
En
el estado gaseoso las moléculas tienen libertad para moverse, trasladándose de
un lugar a otro en un movimiento caótico en línea recta. Tienen por tanto más
probabilidad de chocar con otra molécula y dar lugar a un choque reactivo. En
cambio, en estado sólido las moléculas tienen una posición fija, alrededor de
la cual sólo pueden oscilar, y por tanto en disposición poco probable de
interaccionar con otra moléculas.
En la otra versión del examen, se
pedía definir la velocidad de reacción y señalar por qué aumenta la velocidad
al aumentar la temperatura.
La
velocidad de reacción es una medida de lo rápido que se produce la reacción, y
se define como el número de moles de reactivo que desaparece por unidad de
tiempo. Se puede sustituir el número de moles por la concentración de reactivo
o la presión parcial que ejerce. En general cualquier magnitud proporcional al
número de moles y que dé cuenta de la cantidad de reactivo.
Al
aumentar la temperatura aumenta la velocidad media de las moléculas, los
choques que se produzcan serán así más violentos y por tanto más probables de
producir una reacción.
3.
Las reacciones químicas conllevan un
efecto energético. ¿Qué es el calor de reacción? ¿Qué tipos de reacción hay según
el calor de reacción?
El
calor de reacción es el calor absorbido o desprendido por la reacción química,
si es el primer caso tenemos una reacción endotérmica, y en el segundo
exotérmica.
4.
A. ¿Cuántos moles de CH4 hay en 5·1022
moléculas? ¿Cuántos átomos de hidrógeno?
B. ¿Cuántas moléculas de H2O hay en 0’75
moles de agua? ¿Y cuántos átomos de oxígeno?
C. ¿Dónde
hay más moléculas en 3 moles de H2 o en 3 moles de C6 H12O6? ¿Dónde hay más
átomos?
Como
al tener un número de Avogadro de moléculas, tenemos un mol, a partir de un
número de moléculas dividiendo por el número de Avogadro conoceremos el número
de moles que tenemos:
n=N/NAV=5·1022
moléculas/6’023·1023 moléculas/mol=0’083 moles
Como
en cada molécula hay 4 átomos de Hidrógeno, no tenemos más que multiplicar el
número de moléculas por el número de átomos de por molécula:
NH=4·N=5·5·1022
átomos=20·1022 átomos de H.
Para
el apartado B, ahora conocemos el número de moles de agua, en cada mol hay un
número de Avogadro de moléculas, no tenemos más que multiplicar para saber el
número total de moléculas:
N=n·NAV=0’75·6’023·1023=4’5·1023
moléculas de agua.
Como
hay un átomo de oxígeno por molécula, habrá el mismo número de átomos que de
moléculas.
En
cuanto al apartado C, el número de moles es el mismo, por tanto habrá el mismo
número de moléculas, (ver apartado B), pero habrá más átomos en la glucosa
porque hay más átomos por molécula, (en este caso 24) que en el caso de
hidrógeno, donde sólo hay 2 átomos por molécula.
En la segunda versión del examen, el
apartado A pregunta por moles de NH3 en 8·1022 moléculas,
y número de átomos de hidrógeno
Como
al tener un número de Avogadro de moléculas, tenemos un mol, a partir de un
número de moléculas dividiendo por el número de Avogadro conoceremos el número
de moles que tenemos:
n=N/NAV=8·1022
moléculas/6’023·1023 moléculas/mol=0’132 moles
Como
en cada molécula hay 3 átomos de Hidrógeno, no tenemos más que multiplicar el
número de moléculas por el número de átomos de por molécula:
NH=3·N=3·8·1022
átomos=24·1022 átomos de H.
La cuestión B indica que tenemos 3’5
moles de CO2.
Para
el apartado B, ahora conocemos el número de moles de CO2 , en cada
mol hay un número de Avogadro de moléculas, no tenemos más que multiplicar para
saber el número total de moléculas:
N=n·NAV=3’5·6’023·1023=21’1·1023
moléculas de agua.
Como
hay dos átomos de oxígeno por molécula, habrá el doble que número de moléculas.
N=2·NCO2=42’2·1023
átomos de O
La
cuestión C es la misma en ambos exámenes.
5.
Dada la siguiente reacción: CO2 (g) +
H2O2 (l) à CH4 (g) + O2(g) ΔH0=+802Kj/mol; sabemos que tenemos 64 litros de CO2
en condiciones normales: Calcular el volumen de CH4 generado, medido en esas
condiciones. Calcular el calor de reacción en estas condiciones. ¿Es absorbido
o desprendido?
Primero ajustamos la reacción:
CO2
(g) + 2H2O2 (l) à CH4 (g) + 3O2(g)
En
segundo lugar, calculamos los moles del dato a partir de la ecuación de los
gases ideales: P·V=n·R·T despejamos el número de moles “n”:
n=P·V/RT=1
atm·64 l/0’082 (atm·l/molK)273K=2’85 moles
Vemos
en la estequiometría de la reacción que por cada mol de CO2 que reaccionan
se forma uno de CH4, por tanto se formarán 2’85 moles de CH4.
Volvemos
a aplicar la ecuación de los gases ideales para calcular el volumen de metano
que representa:
V=n·R·T/P=2’85
moles·0’082/atm· l/molK)·273K/1 atm= 64 litros.
En
cuanto al calor absorbido/desprendido, se trata de lo primero, y ahora
calcularemos su cuantía:
Q=n·
ΔH0=2’85 moles·802Kj/mol=2285’7 Kj
En la segunda versión del examen y con
la misma reacción, tenemos 30 gramos de H2O2 y tenemos
que calcular el volumen de CO2 necesario medido a 27ºC=300K y 1’4
atm.
Tenemos
la reacción ajustada : CO2 (g) + 2H2O2 (l) à CH4 (g)
+ 3O2(g)
Ahora
calculamos el número de moles del dato, primero calculamos la masa molar del H2O2,
que es 1x2+16x2=34 g/mol.
nH2O2=mH2O2/MH2O2=30g/34g/mol=0’882
moles
Por
cada mol de CO2, necesitamos dos de H2O2, por tanto los moles de CO2 serán la
mitad de los que tenemos de H2O2: nCO2=nH2O2/2=0’441
moles.
Con
la ecuación de los gases ideales, despejando el volumen calculamos a este:
P·V=nRT
V=nRT/P=0’441
moles·0’082(atm · l/molK)·300K/1’4 atm=7’75 litros
Para
el calor, sirve la respuesta de la primera versión del examen. Q=n· ΔH0=0’441
moles·802Kj/mol=353’7 Kj
6. A) ¿Qué es un ácido según
Arrhënius?
B) ¿De qué color se pone el papel
indicador cuando tenemos un pH ácido? ¿Y Básico?
Un
ácido es una sustancia que en disolución acuosa desprende iones H+.
El
papel indicador se vuelve rojo en disolución ácidas y azul en básicas.
En la segunda versión del examen, se
daba una lista de sustancias y había que clasificarlas en ácidas o básicas, la respuesta es:
ÁCIDAS:
HCl, H2SO4, HNO3
BÁSICAS:
NH3, KOH, NaOH
Y en el segundo apartado, sobre los
valores del Ph, LA RESPUESTA es:
El
agua destilada tienen Ph 7, las disoluciones ácidas menor de 7, y las básicas
mayor de 7.
7. Clasifica
las siguientes reacciones:
a) TiO2
+ 4HCl à TiCl4 + H2O
b) CaCO3
àCaO + CO2
c) CH2O
+ O2 à CO2 + H2O
La
primera reacción es de intercambio, entre el O y el H. LA segunda es de
descomposición, y la tercera es una combustión.
En la segunda versión del examen para
esta pregunta se pedía escribir las ecuaciones de combustión del CH4,
y del C3H6O
Recordemos
que una reacción de combustión, es la reacción del compuesto con el oxígeno
para dar los óxidos de los elementos:
CH4
+ 2 O2 à CO2 + 2H2O
C3H6O
+ 4 O2 à3 CO2 + 3H2O
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