SOLUCIÓN EXAMEN 3ESO B: REACCIÓN QUÍMICA

 Como en otras ocasiones, dejamos de rojo y en negrita los enunciados de los ejercicios, y de negro las soluciones.

La diferencia principal entre un cambio físico y un cambio químico es que en el físico la Materia no cambia su composición. Por ejemplo cuando hervimos agua, el agua líquida pasa a estado gaseoso, pero sigue siendo agua, y por tanto no cambia su composición: H₂O. Sin embargo en un cambio químico la materia cambia su composición, por ejemplo cuando quemamos papel, el papel reacciona con el oxígeno del aire y se transforma en “cenizas” y “humo”, en realidad la celulosa se transforma en CO₂ y H₂O por reacción con el oxígeno.

 

2.      Dada las siguientes reacciones químicas:

                   Al (s) + Cl2 (g) à AlCl3 (s)                 Na(m) + ½ Cl2 (g)à NaCl(s)

a.      Identifica los reactivos y los productos-

b.      Señala el significado de las letras entre paréntesis.

 

REACTIVOS             PRODUCTOS

Primera reacción:                 Al (s) + Cl2 (g)                 AlCl3 (s)          

Segunda reacción:               Na(m) + ½ Cl2 (g)            NaCl(s)

Siempre que aparece (s) queremos decir que es un sólido. Cuando aparece (g) es un gas.

En la Segunda reacción lo mismo, pero además la (m) significa que es un metal.

 

3.      Completa la Tabla siguiente:

SUSTANCIA	ELEM. O COMP.	Tipos de átomos	Átomos totales
NH3	COMPUESTA	2	4
N2	ELEMENTAL	1	2
KBr	COMPUESTA	2	2
H2	ELEMENTAL	1	2

 

 

4.      Ajusta las siguientes ecuaciones químicas:

Mn + O₂ à MnO

N₂ + H₂ à NH₃

Combustión del C₄H₈

Combustión del C₃H₆O

Para ayudarnos, escribimos una tabla debajo de cada reactivo o producto, indicando el número de átomos que hay. Recordemos que buscamos que haya el mismo número de átomos de cada especie en reactivos y en productos.

Mn + O₂ à MnO

ÁTOMOS DE Mn	1		1
ÁTOMOS DE O		2	1

 

Igualamos el número de átomos de oxígeno entre reactivos y productos, multiplicando por dos las moléculas de MnO, pero entonces tendríamos dos de Mn.

Mn + O₂ à 2MnO

ÁTOMOS DE Mn	1		2
ÁTOMOS DE O		2	2

 

Multiplicamos por dos las moléculas de Mn, y tendríamos igualados los átomos de Mn.

2Mn + O₂ à 2MnO

ÁTOMOS DE Mn	2		2
ÁTOMOS DE O		2	2

 

Vamos con la segunda reacción:

    N₂ +  H₂   à  NH₃

ÁTOMOS DE N	2		1
ÁTOMOS DE H		2	3

 

Comenzaremos por el nitrógeno, para que haya dos en reactivos y productos, multiplicamos por dos las moléculas de amoníaco:

      N₂ +  H₂ à 2NH₃

ÁTOMOS DE N	2		2
ÁTOMOS DE H		2	6

 

Tengamos en cuenta que se han incrementado también los átomos de H, porque hay tres en cada molécula de amoníaco. Aún así siguen desajustados los átomos de H. Multiplicamos por 3 las moléculas de H₂.

    N₂ +  3H₂   à 2NH₃

ÁTOMOS DE N	2		2
ÁTOMOS DE H		6	6

 

Para hacer la tercera, debemos saber que una reacción de combustión es la reacción del compuesto con oxígeno, para dar CO₂ y H₂O:

C₄H₈ +  O₂ à     CO₂ + H₂O

ÁTOMOS DE C	4		1
ÁTOMOS DE H	8			2
ÁTOMOS DE O		2	2	1

Comenzamos ajustando los átomos de C, multiplicando por 4 las moléculas de CO₂, y ojo, porque también añadimos oxígeno al haber 4 moléculas de CO₂:

C₄H₈ +  O₂ à    4 CO₂ + H₂O

ÁTOMOS DE C	4		4
ÁTOMOS DE H	8			2
ÁTOMOS DE O		2	8	1

 

Ahora hacemos lo propio con los átomos de hidrógeno, multiplicando por 4 las moléculas de agua:

C₄H₈ +  O₂ à    4CO₂ + 4H₂O

ÁTOMOS DE C	4		4
ÁTOMOS DE H	8			8
ÁTOMOS DE O		2	8	4

 

Y finalizamos con el oxígeno, añadiendo moléculas de oxígeno. Tenemos que lograr llegar a tener 8+4=12 átomos en productos. Para ello multiplicamos por 6 las moléculas de O_2.

C₄H₈ +  6O₂ à  4CO₂ + 4H₂O

ÁTOMOS DE C	4		4
ÁTOMOS DE H	8			8
ÁTOMOS DE O		12	8	4

 

Ahora nos centramos en la última, para ello sabemos que debe reaccionar con oxígeno para dar agua y dióxido de carbono.

C₃H₆O + O₂ à  CO₂ + H₂O

ÁTOMOS DE C	3		1
ÁTOMOS DE H	6			2
ÁTOMOS DE O	1	2	2	1

 

Ajustamois primero los átomos de carbono, multiplicando por 3 las moléculas de CO₂:

C₃H₆O + O₂ à  3CO₂ + H₂O

ÁTOMOS DE C	3		3
ÁTOMOS DE H	6			2
ÁTOMOS DE O	1	2	6	1

 

Y ahora hacemos lo propio con los átomos de hidrógeno, multiplicando por 3 las moléculas de agua.

C₃H₆O + O₂ à  3CO₂ + 3H₂O

ÁTOMOS DE C	3		3
ÁTOMOS DE H	6			6
ÁTOMOS DE O	1	2	6	3

 

Ahora nos centramos en el oxígeno, que es el que falta para terminar de ajustar. Tenemos 2+1=3 en reactivos, y 6+3 en productos. Para igual el número de uno y otro lado, multiplicamos por 4 las moléculas de oxígeno:

C₃H₆O + 4O₂ à  3CO₂ + 3H₂O

ÁTOMOS DE C	3		3
ÁTOMOS DE H	6			6
ÁTOMOS DE O	1	8	6	3

 

Y así tenemos 9 en ambos lados.

 

5.      Dada la siguiente reacción química: MnO₂ (aq)+ Cl₂ (g)à MnCl₂ (aq)+ Cl₂O (g)

Si tenemos 20 gramos de dióxido de manganeso, y se forman 110 gramos de MnCl₂ y 35 gramos de Cl₂O, ¿Qué cantidad de dicloro intervino en la reacción? ¿Qué Ley química has tenido que aplicar? ¿Enuncia la Ley química?

Debemos aplicar la Ley de Lavoisier, que dice que la materia durante una reacción química ni se crea ni se destruye, por tanto, debe haber la misma cantidad de materia en ambos lados de la reacción. Hacemos algo parecido a lo del ejercicio anterior, pero escribiendo la masa en gramos de cada sustancia que nos dan como datos.

                                         MnO₂ (aq)+ Cl₂ (g)à MnCl₂ (aq)+ Cl₂O (g)

MASA (g)

20

X

110

35

 

 La masa de reactivos, 20+X, debe ser igual a la que hay en productos: 110+35=145 gramos. Por tanto:

20+X=145

Por lo que X=125 gramos

(NOTA:Las cantidades no son las reales, son imaginarias para que el alumno aplique directamente la Ley de Lavoisier)

6.      Dada la siguiente gráfica, correspondiente a la producción de energía en España un día cualquiera, señala:

Imagen capturada de la página de red eléctrica española: www.ree.es

a.      Razona si es un día laboral o festivo.

b.     El valor mínimo y el valor máximo posible de la producción eléctrica del país.

c.      Si comprobáramos el origen de la producción de la energía del país, ¿cuál de las siguientes fuentes aporta CO₂ a la atmósfera:

                                 Ciclo combinado, Nuclear, Eólica, Hidráulica, Solar fotovoltaica.

Durante un día LABORAL, tras la noche se produce un fuerte ascenso de producción de energía, que es mantenido durante la jornada laboral, con un ligero incremento sobre las 20:00 horas. Esta elevada cota de producción es necesaria para que puedan funcionar fábricas y comercios.

 

El mínimo suele estar en torno de 20.000 GW, y el máximo 35.000GW.

Fuentes de CO₂: Ciclo combinado.

 

7. Comenta la siguiente gráfica sobre la evolución de la concentración del CO₂ en la atmósfera terrestre, señalando las razones de su aumento en cada momento histórico. 

La concentración de CO₂ en la atmósfera ha aumentado de forma constante desde 1800 aproximadamente, que es cuando da comienzo la Revolución Industrial. Por aquel entonces, la industrialización, soportado en la producción de energía por la quema de carbón, no estaba extendida a toda la Humanidad. Más adelante en 1950, y con el apoyo del petróleo, se extiende a todo el planeta y se incrementan las emisiones de CO₂ a la atmósfera, esto queda reflejado en la gráfica por el cambio de pendiente, haciéndose más vertical la gráfica de concentración de CO_{2  .}