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DPTO. DE FÍSICA Y QUÍMICA EJERCICIOS I E S M A R I A N O B A Q U E R O

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DPTO DE FIacuteSICA Y QUIacuteMICA

EJERCICIOS

I E S

MA

R IA N O B A Q U ER

O

Iacutendice general

3

1 Introduccioacuten a la quiacutemica 5

2 Termoquiacutemica 29

3 Cineacutetica Quiacutemica 37

4 Equilibrio quiacutemico 41

5 Aacutecido-Base 51

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten 55

7 El aacutetomo y el enlace 61

1 Introduccioacuten a la quiacutemica

5

IES ldquoMARIANO BAQUERO GOYANESrdquo

Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-1

1- Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de calciob) hidroacutexido de hierro(II)c) aacutecido clorhiacutedricod) pentacloruro de foacutesforoe) hidruro de potasiof) aacutecido carboacutenicog) sulfito de amonioh) ozonoi) amoniacuteacoj) sulfuro de niacutequel(II)

2- Nombra las siguientes sustanciasa) HNO3b) CoOc) Ard) SF6e) HCNf) NH4

+

g) H3BO3h) AgCli) CuIO3j) ZnO

3- Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de hidroacutegenob) aacutecido sulfhiacutedricoc) oxiacutegenod) aacutecido sulfurosoe) carbonato de platino(II)f) hidroacutexido de itriog) hidrogenosulfato de amonioh) hipoclorito de sodioi) hidruro de talio(I)j) oacutexido de aluminio

4- Nombra las siguientes sustanciasa) Mn(BrO2)2b) Pb(CrO4)2c) Ba2P2O7d) ScBr3e) NO2f) CdSiO3g) AuCl3h) PH3i) Asj) SiO2

5- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido metafosforosob) dicromato de berilioc) dihidrogenoortosilicato de cadmiod) aacutecido divanaacutedicoe) anioacuten cromitof) cromato de potasiog) perclorato de amonioh) hidrogenocarbonato de platino(II)i) aacutecido wolfraacutemicoj) sulfito de escandio

6- Nombra las siguientes sustanciasa) N2O4b) NO2c) ZnO2d) Mn2O7e) Cs2O2f) KHSg) NH4CNh) N2i) GaAsj) Ca2C

7- Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de calciob) anioacuten dihidrogenoarseniatoc) perbromato de sodiod) foacutesforo blancoe) arsanof) hidroacutexido de escandiog) hidrogenosulfato de cerio(III)h) yoduro de amonioi) barioj) dihidrogenofosfato de calcio

8- Nombra las siguientes sustanciasa) HClO3b) HClc) CuO2d) Ni2(MnO4)3e) Mg2Sif) Tl(BO2)3g) PbI2h) H2ReO4i) LiMnO4j) Hg2Cl2

Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Iacutendice general

3

1 Introduccioacuten a la quiacutemica 5

2 Termoquiacutemica 29

3 Cineacutetica Quiacutemica 37

4 Equilibrio quiacutemico 41

5 Aacutecido-Base 51

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten 55

7 El aacutetomo y el enlace 61

1 Introduccioacuten a la quiacutemica

5

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-1

1- Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de calciob) hidroacutexido de hierro(II)c) aacutecido clorhiacutedricod) pentacloruro de foacutesforoe) hidruro de potasiof) aacutecido carboacutenicog) sulfito de amonioh) ozonoi) amoniacuteacoj) sulfuro de niacutequel(II)

2- Nombra las siguientes sustanciasa) HNO3b) CoOc) Ard) SF6e) HCNf) NH4

+

g) H3BO3h) AgCli) CuIO3j) ZnO

3- Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de hidroacutegenob) aacutecido sulfhiacutedricoc) oxiacutegenod) aacutecido sulfurosoe) carbonato de platino(II)f) hidroacutexido de itriog) hidrogenosulfato de amonioh) hipoclorito de sodioi) hidruro de talio(I)j) oacutexido de aluminio

4- Nombra las siguientes sustanciasa) Mn(BrO2)2b) Pb(CrO4)2c) Ba2P2O7d) ScBr3e) NO2f) CdSiO3g) AuCl3h) PH3i) Asj) SiO2

5- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido metafosforosob) dicromato de berilioc) dihidrogenoortosilicato de cadmiod) aacutecido divanaacutedicoe) anioacuten cromitof) cromato de potasiog) perclorato de amonioh) hidrogenocarbonato de platino(II)i) aacutecido wolfraacutemicoj) sulfito de escandio

6- Nombra las siguientes sustanciasa) N2O4b) NO2c) ZnO2d) Mn2O7e) Cs2O2f) KHSg) NH4CNh) N2i) GaAsj) Ca2C

7- Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de calciob) anioacuten dihidrogenoarseniatoc) perbromato de sodiod) foacutesforo blancoe) arsanof) hidroacutexido de escandiog) hidrogenosulfato de cerio(III)h) yoduro de amonioi) barioj) dihidrogenofosfato de calcio

8- Nombra las siguientes sustanciasa) HClO3b) HClc) CuO2d) Ni2(MnO4)3e) Mg2Sif) Tl(BO2)3g) PbI2h) H2ReO4i) LiMnO4j) Hg2Cl2

Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

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Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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1 Introduccioacuten a la quiacutemica 5

2 Termoquiacutemica 29

3 Cineacutetica Quiacutemica 37

4 Equilibrio quiacutemico 41

5 Aacutecido-Base 51

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten 55

7 El aacutetomo y el enlace 61

1 Introduccioacuten a la quiacutemica

5

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-1

1- Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de calciob) hidroacutexido de hierro(II)c) aacutecido clorhiacutedricod) pentacloruro de foacutesforoe) hidruro de potasiof) aacutecido carboacutenicog) sulfito de amonioh) ozonoi) amoniacuteacoj) sulfuro de niacutequel(II)

2- Nombra las siguientes sustanciasa) HNO3b) CoOc) Ard) SF6e) HCNf) NH4

+

g) H3BO3h) AgCli) CuIO3j) ZnO

3- Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de hidroacutegenob) aacutecido sulfhiacutedricoc) oxiacutegenod) aacutecido sulfurosoe) carbonato de platino(II)f) hidroacutexido de itriog) hidrogenosulfato de amonioh) hipoclorito de sodioi) hidruro de talio(I)j) oacutexido de aluminio

4- Nombra las siguientes sustanciasa) Mn(BrO2)2b) Pb(CrO4)2c) Ba2P2O7d) ScBr3e) NO2f) CdSiO3g) AuCl3h) PH3i) Asj) SiO2

5- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido metafosforosob) dicromato de berilioc) dihidrogenoortosilicato de cadmiod) aacutecido divanaacutedicoe) anioacuten cromitof) cromato de potasiog) perclorato de amonioh) hidrogenocarbonato de platino(II)i) aacutecido wolfraacutemicoj) sulfito de escandio

6- Nombra las siguientes sustanciasa) N2O4b) NO2c) ZnO2d) Mn2O7e) Cs2O2f) KHSg) NH4CNh) N2i) GaAsj) Ca2C

7- Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de calciob) anioacuten dihidrogenoarseniatoc) perbromato de sodiod) foacutesforo blancoe) arsanof) hidroacutexido de escandiog) hidrogenosulfato de cerio(III)h) yoduro de amonioi) barioj) dihidrogenofosfato de calcio

8- Nombra las siguientes sustanciasa) HClO3b) HClc) CuO2d) Ni2(MnO4)3e) Mg2Sif) Tl(BO2)3g) PbI2h) H2ReO4i) LiMnO4j) Hg2Cl2

Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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1 Introduccioacuten a la quiacutemica

5

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-1

1- Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de calciob) hidroacutexido de hierro(II)c) aacutecido clorhiacutedricod) pentacloruro de foacutesforoe) hidruro de potasiof) aacutecido carboacutenicog) sulfito de amonioh) ozonoi) amoniacuteacoj) sulfuro de niacutequel(II)

2- Nombra las siguientes sustanciasa) HNO3b) CoOc) Ard) SF6e) HCNf) NH4

+

g) H3BO3h) AgCli) CuIO3j) ZnO

3- Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de hidroacutegenob) aacutecido sulfhiacutedricoc) oxiacutegenod) aacutecido sulfurosoe) carbonato de platino(II)f) hidroacutexido de itriog) hidrogenosulfato de amonioh) hipoclorito de sodioi) hidruro de talio(I)j) oacutexido de aluminio

4- Nombra las siguientes sustanciasa) Mn(BrO2)2b) Pb(CrO4)2c) Ba2P2O7d) ScBr3e) NO2f) CdSiO3g) AuCl3h) PH3i) Asj) SiO2

5- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido metafosforosob) dicromato de berilioc) dihidrogenoortosilicato de cadmiod) aacutecido divanaacutedicoe) anioacuten cromitof) cromato de potasiog) perclorato de amonioh) hidrogenocarbonato de platino(II)i) aacutecido wolfraacutemicoj) sulfito de escandio

6- Nombra las siguientes sustanciasa) N2O4b) NO2c) ZnO2d) Mn2O7e) Cs2O2f) KHSg) NH4CNh) N2i) GaAsj) Ca2C

7- Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de calciob) anioacuten dihidrogenoarseniatoc) perbromato de sodiod) foacutesforo blancoe) arsanof) hidroacutexido de escandiog) hidrogenosulfato de cerio(III)h) yoduro de amonioi) barioj) dihidrogenofosfato de calcio

8- Nombra las siguientes sustanciasa) HClO3b) HClc) CuO2d) Ni2(MnO4)3e) Mg2Sif) Tl(BO2)3g) PbI2h) H2ReO4i) LiMnO4j) Hg2Cl2

Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-1

1- Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de calciob) hidroacutexido de hierro(II)c) aacutecido clorhiacutedricod) pentacloruro de foacutesforoe) hidruro de potasiof) aacutecido carboacutenicog) sulfito de amonioh) ozonoi) amoniacuteacoj) sulfuro de niacutequel(II)

2- Nombra las siguientes sustanciasa) HNO3b) CoOc) Ard) SF6e) HCNf) NH4

+

g) H3BO3h) AgCli) CuIO3j) ZnO

3- Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de hidroacutegenob) aacutecido sulfhiacutedricoc) oxiacutegenod) aacutecido sulfurosoe) carbonato de platino(II)f) hidroacutexido de itriog) hidrogenosulfato de amonioh) hipoclorito de sodioi) hidruro de talio(I)j) oacutexido de aluminio

4- Nombra las siguientes sustanciasa) Mn(BrO2)2b) Pb(CrO4)2c) Ba2P2O7d) ScBr3e) NO2f) CdSiO3g) AuCl3h) PH3i) Asj) SiO2

5- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido metafosforosob) dicromato de berilioc) dihidrogenoortosilicato de cadmiod) aacutecido divanaacutedicoe) anioacuten cromitof) cromato de potasiog) perclorato de amonioh) hidrogenocarbonato de platino(II)i) aacutecido wolfraacutemicoj) sulfito de escandio

6- Nombra las siguientes sustanciasa) N2O4b) NO2c) ZnO2d) Mn2O7e) Cs2O2f) KHSg) NH4CNh) N2i) GaAsj) Ca2C

7- Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de calciob) anioacuten dihidrogenoarseniatoc) perbromato de sodiod) foacutesforo blancoe) arsanof) hidroacutexido de escandiog) hidrogenosulfato de cerio(III)h) yoduro de amonioi) barioj) dihidrogenofosfato de calcio

8- Nombra las siguientes sustanciasa) HClO3b) HClc) CuO2d) Ni2(MnO4)3e) Mg2Sif) Tl(BO2)3g) PbI2h) H2ReO4i) LiMnO4j) Hg2Cl2

Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

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Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

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Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

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Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

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Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-1

1- a) CaOb) Fe(OH)2c) HCld) PCl5e) KHf) H2CO3g) (NH4)2SO3h) O3i) NH3j) NiS

2- a) aacutecido niacutetrico hidrogeno(trioxidonitrato)b) oacutexido de cobalto(II) monoacutexido de cobalto

oacutexido de cobalto(2+)c) argoacutend) hexafluoruro de azufre

fluoruro de azufre(VI)e) aacutecido cianhiacutedrico cianuro de hidroacutegenof) catioacuten amoniog) aacutecido ortoboacutericoaacutecido boacuterico

trihidrogeno(trioxidoborato)h) cloruro de platai) yodato de cobre(I) trioxidoyodato de cobre

trioxidoyodato(-1) de cobre(2+)j) oacutexido de cinc

3- a) H2O2b) H2Sc) O2d) H2SO3e) PtCO3f) Y(OH)3g) NH4HSO4h) NaClOi) TlHj) Al2O3

4- a) bromito de manganeso(II)bromito de manganeso(2+)bis(dioxidobromato) de manganesodioxidobromato(-1) de manganeso(2+)

b) cromato de plomo(IV) cromato de plomo(4+)bis(tetraoxidocromato) de plomotetraoxidocromato(2-) de plomo(4+)

c) difosfato de barioheptaoxidodifosfato(4-) de bario(2+)heptaoxidodifosfato de dibario

d) bromuro de escandio tribromuro de escandioe) dioacutexido de nitroacutegenof) metasilicato de cadmio

metasilicato de cadmio(2+)trioxidosilicato(2-) de cadmio(2+)trioxidosilicato de cadmio

g) cloruro de oro(III) tricloruro de oroh) fosfano trihidruro de foacutesforo

hidruro de foacutesforo(III)i) arseacutenicoj) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)

5- a) HPO2b) BeCr2O7c) CdH2SiO4d) H4V2O7e) CrO2

ndash

f) K2CrO4g) NH4ClO4h) Pt(HCO3)2i) H2WO4j) Sc2(SO3)3

6- a) tetraoacutexido de dinitroacutegenob) dioacutexido de nitroacutegenoc) peroacutexido de cinc dioacutexido de cincd) heptaoacutexido de dimanganeso

oacutexido de manganeso(VII)e) peroacutexido de cesio dioacutexido de dicesiof) hidrogenosulfuro de potasiog) cianuro de amonioh) nitroacutegeno

dinitroacutegenoi) arseniuro de galio

monoarseniuro de galioj) carburo de calcio

dicarburo de calcio

7- a) CaSO4b) H2AsO4

ndash

c) NaBrO4d) P4e) AsH3f) Sc(OH)3g) Ce(HSO4)3h) NH4Ii) Baj) Ca(H2PO4)2

8- a) aacutecido cloacuterico hidrogeno(trioxidoclorato)b) aacutecido clorhiacutedrico cloruro de hidroacutegeno

cloranoc) peroacutexido de cobre(II) dioacutexido de cobred) manganato de niacutequel(III)

tris(tetraoxidomanganato) de diniacutequeltetraoxidomanganato(2-) de niacutequel(3+)

e) siliciuro de magnesiosiliciuro de dimagnesio

f) metaborato de talio(III)tris(dioxidoborato) de taliodioxidoborato(1-) de talio(3+)

g) yoduro de plomo(II) yoduro de plomo(2+)h) aacutecido reacutenico hidrogeno(tetraoxidorenato)i) permanganato de litio tetraoxidomanganato

de litio tetraoxidomanganato(1-) de litio(1+)j) dicloruro de dimercurio

cloruro de mercurio(I)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica II - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-2

1- (2000 jun 2001)Formula las siguientes sustanciasa) pentaoacutexido de diclorob) cianuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de aluminiod) oacutexido de dinitroacutegenoe) ioacuten amoniof) monohidroacutexido de cobreg) cianuro de sodioh) sulfato de hierro (III)i) hidroacutexido de litio

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustanciasa) Sr(OH)2b) SO2c) H3VO4d) Cr(IO4)3e) H2Sef) HBrO2g) CS2h) HCNi) SiO4

4 ndash

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa) nitrato de titanio(III)b) oacutexido de lantanoc) hidroacutexido de estantildeo(IV)d) perclorato de magnesioe) bromuro de amoniof) peroacutexido de litiog) dicloruro de niacutequelh) oacutexido de cinci) hidrogenosulfato de potasioj) oacutexido de vanadio(V)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa) Na2CO3b) CrCl3c) AgClO4d) As2O3e) Bi2S3f) Co(OH)3g) CaCO3h) H2Si) AgNO3j) Mn(OH)2

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa) dihidrogenofosfato de aluminiob) tetracloruro de estantildeoc) sulfato ferrosod) aacutecido cloacutericoe) hidroacutexido de plataf) aacutecido hipoclorosog) clorato de hierro(II)h) fluroruro de platai) hidroacutexido de bario

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa) NCl3b) Li2O2c) Ca(HCO3)2d) Sr(OH)2e) Cr2O3f) H3BO3g) H3PO4h) PtI2i) NH4HCO3

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa) oacutexido de plomo(II)b) sulfuro de hidroacutegenoc) dihidrogenofosfato de calciod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) aacutecido cloacutericof) sulfato de cobre(II)g) cloruro amoacutenicoh) nitrato de platai) fosfanoj) hidroacutexido de cinc

8- (2005 jun 2006)Nombra las siguientes sustanciasa) NaH2PO4b) Al2O3c) MnCl2d) K2O2e) HIOf) CrBr3g) Cu2Oh) CCl4i) K2Cr2O7j) Ca(OH)2

Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-2

1- a) Cl2O5b) HCNc) Al(H2PO4)3d) N2Oe) NH4

+

f) CuOHg) NaCNh) Fe2(SO4)3i) LiOH

2- a) hidroacutexido de estronciodihidroacutexido de estroncio

b) dioacutexido de azufreoacutexido de azufre(IV)

c) aacutecido ortovanaacutedico aacutecido vanaacutedicod) peryodato de cromo(III)e) seleniuro de hidroacutegeno aacutecido selenhiacutedricof) aacutecido bromosog) disulfuro de carbono

sulfuro de carbono(IV)h) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedricoi) anioacuten ortosilicato anioacuten silicato

3- a) Ti(NO3)3b) La2O3c) Sn(OH)4d) Mg(ClO4)2e) NH4Brf) Li2O2g) NiCl2h) ZnOi) KHSO4j) V2O5

4- a) carbonato de sodiob) cloruro de cromo(III)

tricloruro de cromoc) perclorato de platad) oacutexido de arseacutenico(III)

trioacutexido de diarseacutenicoe) sulfuro de bismuto(III)

trisulfuro de dibismutof) hidroacutexido de cobalto(III)

trihidroacutexido de cobaltog) carbonato de calcioh) sulfuro de hidroacutegeno

aacutecido sulfhiacutedricoi) nitrato de plataj) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganeso

5- a) Al(H2PO4)3b) SnCl4c) FeSO4d) HClO3e) AgOHf) HClOg) Fe(ClO3)2h) AgFi) Ba(OH)2

6- a) cloruro de nitroacutegeno(III)tricloruro de nitroacutegeno

b) peroacutexido de litioc) hidrogenocarbonato de calciod) hidroacutexido de estroncio

dihidroacutexido de estroncioe) oacutexido de cromo(III)

trioacutexido de dicromof) aacutecido ortoboacuterico aacutecido boacutericog) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoh) yoduro de platino(II) diyoduro de platinoi) hidrogenocarbonato de amonio

7- a) PbOb) H2Sc) Ca(H2PO4)2d) Ni(OH)2e) HClO3f) CuSO4g) NH4Clh) AgNO3i) PH3j) Zn(OH)2

8- a) dihidrogenofosfato de sodiodihidrogenoortofosfato de sodio

b) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialuminioc) cloruro de manganeso(II)

dicloruro de manganesod) peroacutexido de potasioe) aacutecido hipoyodosof) bromuro de cromo(III) tribromuro de cromog) oacutexido de cobre(I) oacutexido de dicobreh) dicromato de potasioi) hidroacutexido de calcio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica III - PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-3

1- (20082009)Formula las siguientes sustanciasa) cloruro de calciob) amoniacuteacoc) oacutexido de beriliod) sulfito de sodioe) fosfanof) aacutecido cloacutericog) dihidrogenofosfato potaacutesicoh) silanoi) hidroacutexido de niacutequel(III)j) hidrogenosulfito de hierro(III)

2- (sept 2006 2007)Nombra las siguientes sustanciasa) KMnO4b) HCNc) Fe2O3d) Na2O2e) LiOHf) AuCl3g) SiO2h) NaClOi) H2O2

3- (2010)Formula las siguientes sustanciasa) hidruro de calciob) hidrogenocarbonato de potasioc) peroacutexido de potasiod) hidrogenosulfuro de hierro(II)e) aacutecido nitrosof) hidroacutexido de bariog) sulfito soacutedicoh) hidroacutexido de cobalto(II)i) carbonato amoacutenicoj) pentoacutexido de vanadio

4- (2008 2009)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) H2SO5c) SnO2d) AlF3e) N2O4f) CuSg) Sn(OH)2h) N2O5i) HgSj) CaO2k) H2MnO4

5- (2011)Formula las siguientes sustanciasa) peroacutexido de potasiob) carbonato de barioc) hidrogenosulfato de hierro(II)d) iodato de potasioe) arsanof) manganato de potasiog) tricloruro de bismutoh) dihidrogenofosfato de calcioi) hidroacutexido de cincj) seleniuro de hidroacutegenok) clorito de sodio

6- (2010)Nombra las siguientes sustanciasa) H2SO3b) Al2O3c) NaClO4d) SiO2e) HgCl2f) HIO3g) Ag2Oh) H3PO3i) PCl5

7- (2012)Formula las siguientes sustanciasa) sulfato de platab) oacutexido de cincc) aacutecido ortoboacutericod) hidroacutexido de niacutequel(II)e) sulfuro de hidroacutegenof) nitrito de platag) oacutexido de vanadio(V)h) hidroacutexido de calcioi) peroacutexido de litioj) monoacutexido de hierro

8- (2011)Nombra las siguientes sustanciasa) HgCl2b) Co(OH)3c) PbO2d) Sn(OH)2e) N2O5f) CaH2g) CrO3h) SiH4i) BeOj) As2S3k) H4P2O7

Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

37

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

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Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

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Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

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Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-3

1- a) CaCl2b) NH3c) BeOd) Na2SO3e) PH3f) HClO3g) KH2PO4h) SiH4i) Ni(OH)3j) Fe(HSO3)3

2- a) permanganato de potasiotetraoxidomanganato(1-) de potasio(1+)tetraoxidomanganato de potasio

b) cianuro de hidroacutegeno aacutecido cianhiacutedrico cia-nano

c) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierro oacutexi-do de hierro(3+)

d) peroacutexido de sodiodioacutexido de disodio

e) hidroacutexido de litiof) cloruro de oro(III) tricloruro de oro

cloruro de oro(3+)g) oacutexido de silicio(IV) dioacutexido de silicioh) hipoclorito de sodio oxidoclorato de sodio

oxidoclorato(1-) de sodio(1+)i) peroacutexido de hidroacutegeno

dioacutexido de disodio3- a) CaH2

b) KHCO3c) K2O2d) Fe(HS)2e) HNO2f) Ba(OH)2g) Na2SO3h) Co(OH)2i) (NH4)2CO3j) V2O5

4- a) hidroacutexido de cromo(III)trihidroacutexido de cromo

b) aacutecido peroxosulfuacutericoaacutecido peroxomonosulfuacuterico

c) dioacutexido de estantildeo oacutexido de estantildeo(IV)d) fluoruro de aluminio trifluoruro de aluminioe) tetraoacutexido de dinitroacutegenof) sulfuro de cobre(II) monosulfuro de cobreg) hidroacutexido de estantildeo(II)

dihidroacutexido de estantildeoh) pentaoacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido de nitroacutegeno(V)i) sulfuro de mercurio(II)

monosulfuro de mercurioj) peroacutexido de calcio

dioacutexido de calciok) aacutecido mangaacutenico

5- a) K2O2b) BaCO3c) Fe(HSO4)2d) KIO3e) AsH3f) K2MnO4g) BiCl3h) Ca(H2PO4)2i) Zn(OH)2j) H2Sek) NaClO2

6- a) aacutecido sulfurosob) trioacutexido de dialuminio oacutexido de aluminio

oacutexido alumiacutenicoc) perclorato de sodio perclorato soacutedicod) dioacutexido de silicio oacutexido de silicio(IV)e) cloruro de mercurio(II)

dicloruro de mercurio cloruro mercuacutericof) aacutecido yoacutedico aacutecido ioacutedicog) oacutexido de plata oacutexido de diplata

oacutexido argeacutenticoh) aacutecido ortofosforoso aacutecido fosforosoi) pentacloruro de foacutesforo

cloruro de foacutesforo(V)

7- a) Ag2SO4b) ZnOc) H3BO3d) Ni(OH)2e) H2Sf) AgNO2g) V2O5h) Ca(OH)2i) Li2O2j) FeO

8- a) cloruro de mercurio(II)dicloruro de mercurio cloruro mercuacuterico

b) hidroacutexido de cobalto(III)trihidroacutexido de cobalto

c) dioacutexido de plomo oacutexido de plomo(IV)d) hidroacutexido de estantildeo(II) dihidroacutexido de estantildeoe) oacutexido de nitroacutegeno(V)

pentaoacutexido de dinitroacutegenof) hidruro de calcio dihidruro de calciog) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoh) silano tetrahidruro de silicio

hidruro de silicio(IV)i) oacutexido de berilio monoacutexido de berilioj) sulfuro de arseacutenico(III)

trisulfuro de diarseacutenicok) aacutecido difosfoacuterico

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

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Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica IV - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-4

1- Formula las siguientes sustanciasa) permanganato de cobalto(II)b) dihidrogenofosfato de potasioc) aacutecido percloacutericod) seleniuro de hidroacutegenoe) oacutexido de paladio(IV)f) nitrato de cobalto(III)g) aacutecido seleacutenicoh) bromuro de cadmioi) metasilicato de mercurio(I)j) cloruro de escandio

2- (2012)Nombra las siguientes sustanciasa) HMnO4b) Cl2Oc) NH4IO4d) N2Oe) HClO4f) RbClO4g) Mn(OH)2h) H3PO4i) H2SO3j) Ca(HCO3)2

3- Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido yodhiacutedricob) yodato de amonioc) yodod) aacutecido yoacutedicoe) sulfuro de bismuto(III)f) disulfuro de hierrog) hipoyodito de rutenio(II)h) hidrogenosulfito de itrioi) aacutecido sulfhiacutedricoj) octoazufre

4- (2013)Nombra las siguientes sustanciasa) PCl3b) Al2(SO4)3c) PbO2d) Fe(OH)2e) H2SO3f) N2O5g) Sr(OH)2h) H3PO4i) Fe(NO3)3j) SO2k) Fe(HSO4)2

l) CsH

5- (2013)Formula las siguientes sustanciasa) bromato de calciob) hidroacutexido de cincc) cromato de cobre(II)d) hidruro de berilioe) hidrogenosulfuro de bariof) tetracloruro de estantildeog) hidrogenocarbonato de potasioh) oacutexido de plata

6- (2014)Nombra las siguientes sustanciasa) Cr(OH)3b) K2CrO4c) H2SO3d) O7Br2e) BaCO3f) H2CrO4g) LiBrO3h) Cu(HSe)2i) NH4ClO3j) OCl2k) SnH4

7- (2014)Formula las siguientes sustanciasa) aacutecido hipoclorosob) fosfato de calcioc) hidrogenocarbonato de potasiod) dihidruro de hierroe) sulfato de cobalto(II)f) sulfuro de cromo(III)g) peroacutexido de barioh) aacutecido nitrosoi) hidrogenofosfato de sodioj) hidroacutexido de amonio

8- (2015)Nombra las siguientes sustanciasa) CaO2b) H2SO3c) CuCrO4d) Fe2O3e) Co(HSO4)2f) Al2O3g) NaClO4h) CrO3i) Mg(HSO3)2

Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-4

1- a) Co(MnO4)2b) KH2PO4c) HClO4d) H2See) PdO2f) Co(NO3)3g) H2SeO4h) CdBr2i) Hg2SiO3j) ScCl3

2- a) aacutecido permangaacutenicob) oacutexido de cloro(I) oacutexido de dicloroc) peryodato de amonio peryodato amoacutenicod) oacutexido de nitroacutegeno(I) oacutexido de dinitroacutegeno

oacutexido nitrosoe) aacutecido percloacutericof) perclorato de rubidiog) hidroacutexido de manganeso(II)

dihidroacutexido de manganesohidroacutexido manganoso

h) aacutecido fosfoacuterico aacutecido ortofosfoacutericoi) aacutecido sulfurosoj) hidrogenocarbonato de calcio

bicarbonato de calcio3- a) HI

b) NH4IO3c) I2d) HIO3e) Bi2S3f) FeS2g) Ru(IO)2h) Y(HSO3)3i) H2Sj) S8

4- a) tricloruro de foacutesforo cloruro de foacutesforo(III)b) sulfato de aluminioc) oacutexido de plomo(IV) dioacutexido de plomod) hidroacutexido de hierro(II) dihidroacutexido de hierroe) aacutecido sulfurosof) oacutexido de nitroacutegeno(V) pentaoacutexido de dinitroacute-

genog) hidroacutexido de estroncio dihidroacutexido de estron-

cioh) aacutecido ortofosfoacuterico aacutecido fosfoacutericoi) nitrato de hierro(III)j) oacutexido de azufre(IV) dioacutexido de azufrek) hidrogenosulfato de hierro(II)l) hidruro de cesio monohidruro de cesio

5- a) Ca(BrO3)2b) Zn(OH)2c) CuCrO4d) BeH2e) Ba(HS)2f) SnCl4g) KHCO3h) Ag2O

6- a) hidroacutexido de cromo(III) trihidroacutexido de cromob) cromato de potasioc) aacutecido sulfurosod) dibromuro de heptaoxiacutegenoe) carbonato de bariof) aacutecido croacutemicog) bromato de litioh) hidrogenoseleniuro de cobre(II)i) dicloruro de oxiacutegenoj) tetrahidruro de estantildeo

7- a) HClOb) Ca3(PO4)2c) KHCO3d) FeH2e) CoSO4f) Cr2S3g) BaO2h) HNO2i) Na2HPO4j) NH4OH

8- a) peroacutexido de calcio dioacutexido de calciob) aacutecido sulfuroso dihidrogeno(trioxidosulfato)c) cromato de cobre(II) tetraoxidocromato(2-)

de cobre(2+)d) oacutexido de hierro(III) trioacutexido de dihierroe) hidrogenosulfato de cobalto(II)f) oacutexido de aluminio trioacutexido de dialumniniog) perclorato de sodio tetraoxidoclorato(1-) de

sodioh) oacutexido de cromo(VI) trioacutexido de cromoi) hidrogenosulfito de magnesio

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 1- Formulacioacuten inorgaacutenica V - PAU Murcia y otros

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-5

1- (2015)Formula las siguientes sustanciasa) hidroacutexido de aluminiob) hidrogenosulfuro de sodioc) aacutecido hiponitrosod) permanganato de potasioe) hidruro de estronciof) hidruro de magnesiog) hidrogenocarbonato de potasioh) aacutecido percloacutericoi) nitrito de plataj) hidroacutexido de berilio

2- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

3- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

4- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

5- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)

6- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)k)

7- Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

8- Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

37

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-5

1- a) Al(OH)3b) NaHSc) HNOd) KMnO4e) SrH2f) MgH2g) KHCO3h) HClO4i) AgNO3j) Be(OH)2

2- a)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-6

1- Formula las siguientes sustanciasa) bencenob) 2-propanolc) aacutecido metanoicod) etoxipropanoe) dimetilaminaf) metanamidag) cloroformoh) 22-difluoropropanali) propadienoj) dimetilcetona

2- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH3b) CH2 ndashndash C ndashndash CH ndash CH2 ndash CH3c) CH3 ndash C ndashndashndash C ndash C ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH3

d)CH3 CH3

e) C6H6f) C2H2

g) C

CH3

CH3 CH2h) CF2 ndashndash CH2i) CHF ndashndash CHF

j)CH CH2

3- Formula las siguientes sustanciasa) 3-propil-14-hexadienob) tetracloruro de carbonoc) butadiinod) yodoformoe) 12-dibromo-13-ciclopentadienof) etilenog) vinilbencenoh) 3-metil-1-penten-5-inoi) 2-yodonaftalenoj) ciclobutano

4- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash CONH2b) CH3 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3

c) CH3 ndash CH2 ndash CH2 ndash NH ndash CH3d) CH3 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash COONa

e) CH3

f) HCOO ndash CH ndashndash CH2g) CCl4h) CH3 ndash CO ndash CH2 ndash CH2 ndash CO ndash CH2 ndash CH3

5- Formula las siguientes sustanciasa) 2-decanolb) 2334-hexanotetraolc) 3-penten-115-triold) 2-hepten-6-in-1-ole) 4-etil-13-dihidroxiciclopentanof) 4-metil-2-pentenalg) etinil-(3-etil-3-butenil)cetonah) bencenocarbaldehidoi) bis(2-ciclopentenil)cetonaj) 3-cloropropanoato de etenilo

6- Nombra las siguientes sustanciasa) CH3 ndash O ndash CO ndash CH2 ndash CH3b) CH2OH ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHc) CH3 ndash NH ndash CO ndash CH2 ndash CH3d) (CH3)3N

e)

COOH

COOH

f)

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

ClCl

g)

F

F

F

F

F

F

Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-6

1- a)b) CH3 ndash CHOH ndash CH3c) HCOOHd) CH3 ndash CH2 ndash O ndash CH2 ndash CH2 ndash CH3e) CH3 ndash NH ndash CH3f) HCONH2g) CHCl3h) CH3 ndash CF2 ndash CHOi) CH2 ndashndash C ndashndash CH2j) CH3 ndash CO ndash CH3

2- a) propano n-propanob) 12-pentadienoc) 24-heptadiinod) 14-dimetilbenceno p-dimetilbenceno

p-metiltoluenoe) bencenof) etino acetilenog) metilpropenoh) 11-difluoroeteno 11-difluoroetilenoi) 12-difluoroeteno 12-difluoroetilenoj) 2-etenil-13-ciclohexadieno

2-vinil-13-ciclohexadieno

3- a) CHCH2 CH

CH2 CH2 CH3

CH CH CH3

b) CCl4c) CH ndashndashndash C ndash C ndashndashndash CHd) CHI3

e)

Br

Br

f) CH2 ndashndash CH2

g)CH CH2

h) CHCH2 CH

CH3

C CH

i)

I

j)4- a) butanamida

b) metoxibutano butilmetileacuteterc) N-metil-1-propanamina

N-metilpropilaminad) 2-pentenoato de sodioe) 1-metilnaftalenof) metanotato de etenilo formiato de vinilog) tetracloruro de carbono tetraclorometano

perclorometanoh) 25-heptanodiona

5- a) CH3 ndash CHOH ndash (CH2)7 ndash CH3b) CH3 ndash CHOH ndash CH(OH)2 ndash CHOH ndash CH2 ndash CH3

c) CH(OH)2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OHd) CH ndashndashndash C ndash CH2 ndash CH2 ndash CH ndashndash CH ndash CH2OH

e)

OH

OHC2H5

f)CHCH3

CH3

CH CH C

H

O

g)

COCH2CH2CCH2

CH2

CH3

C CH

h) C6H5 ndash CHO

i)CO

j) CH2Cl ndash CH2 ndash COO ndash CH ndashndash CH2

6- a) propanoato de metilob) 2-buten-14-diolc) N-metilproanamidad) trimetilaminae) aacutecido 23-naftalenodicarboxiacutelicof) dodecaclorociclohexano perclorociclohexanog) hexafluororobenceno perfluorobenceno

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-7

1- Ejercicio 6 paacutegina 321 del libro

2- Ejercicio 9 paacutegina 322 del libro

3- Ejercicio 11 paacutegina 323 del libro

4- Ejercicio 12 paacutegina 325 del libro (el apartado b) deberiacutea decir 135-trinitrobenceno)

5- Ejercicio 14 paacutegina 327 del libro

6- Ejercicio 16 paacutegina 329 del libro

7- Ejercicio 18 paacutegina 331 del libro

8- Ejercicio 20 paacutegina 333 del libro

9- Nombra las siguientes sustanciasa) CH2CH3 CH2 CH2 NH2

b) CH2CH3 CH NH2

CH2CH3

c)

CCH3 C CHNH2

CH2 CH3

d) CH2NH2 NH2

e) CH2NH2 CH2 CHNH2

NH2

f)NH2

10- Formula las siguientes sustanciasa) 14-bencenodiaminab) 11-hexanodiaminac) 3-metilanilinad) N-metilanilinae) N-etilN-metiletanaminaf) N-fenilanilinag) 2-etil-NNrsquo-dimetil-14-butanodiamina

11- Nombra las siguientes sustanciasa) CHNH2 CH N(CH3)2

b) NH CH2 C C CH2 CH2 NH

c) N

CH3

CH2 CH3

Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

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Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-7

1- a) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CH2 CH

CH CH3

CH2 CH2 CH3

b)

c) CH3

d) dimetilbutano

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOH

c) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Formulacioacuten orgaacutenica III ndash PAU Murcia

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-8

1- (2015) Formulaa) butanalb) 4-metilfenolc) aacutecido oxaacutelicod) toluenoe) 4-metil-2-hexinof) 22-dimetilpentanog) nitrobencenoh) butanoato de metiloi) acetilenoj) ciclohexano

2- (2000 jun 2001)Nombra las siguientes sustancias

a) COOH COOH

b) CH3 CH2 CH2 CHOH CH2OH

c) OH

d)e)f)g)h)i)

3- (sept 2001 2002 jun 2003)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

4- (sept 2001 2002 jun 2003)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

5- (2004 y 2005)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

6- (sept 2003 2004)Nombra las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)

7- (2006 y 2007)Formula las siguientes sustanciasa)b)c)d)e)f)g)h)i)j)

Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-8

1- a) CH2CH3 CH CHO

b)OHCH3

c) COOHHOOC

d)CH3

e)CCH3 C CH

CH3

CH2 CH3

f)CHCH3

CH3

CH3

CH2 CH CH3

2- a) CCH CH

CH3

CH2 CH3

b) CH ndashndashndash C ndash CH ndashndash CH ndash CH2 ndash CH2 ndash C ndashndashndash CHc) 1-hexen-5-ino

3- a)

b)CH3

c) CHCl ndashndash CCl ndash CH2 ndash CH3

d)C

F

Cl

H

Br

e) 13-ciclobutadienof) 14-ciclohexadienog) ciclohexenoh) tetrafluoroetenoi) 3-bromo-2-cloro-1-fluoropropano

4- a)Cl

b)

NO2

NO2NO2

c)CH2CH3 CH2 CH3

d) 13-dimetil-2-propilbencenoe) 12-diclorobenceno o-diclorobenceno

5- a) CH2CH3 COH

Cl

CH3

b) CHOH2CH3 CHOH CH2OHc) OCH3 CH3

d) 12-propanodiole) etoxipropano etilpropileacuteter

6- a) COCH3 CH2 CH3

b) CH2CH3 CH

CH3

CH2 CH2 CHOc) dimetilbutanona (11-dimetiletil)metilcetonad) metilpropenal

7- a)

COOH

Cl

b) CHCH3 CH CH

CH3

COOHc) CH2CH3 CH2 COO CH2 CH3

d) aacutecido dimetilpropanoicoe) aacutecido 2-cloro-3-metilbutanoicof) propanoato de etilo

8- a) CH2CH3 CH2 NH2

b)NH

c) CH2CH3 CH2 CONH2

d)NO2 NO2

e) CH2CH3 CNf) N-metil-1-propanamina N-metilpropilamina

metilpropilaminag) benzamida bencenocarboxamidah) propanonitrilo cianuro de etilo

9- a) 1-etil-2-butinamina 4-hexin-3-aminab) 3-pentanamina 1-etil-1-propanamina

1-etilpropilaminac) 4-hexin-3-amina 1-etil-2-butinilaminad) metanodiaminae) 113-propanotriaminaf) 2-ciclohexenamina

10- a)NH2 NH2

b) CH2CH3 CH2 CH2 CH2 CH

NH2

NH2

c)NH2

CH3

d)NH CH3

e) CH2CH3 N

CH3

CH3

f)NH

g) NHCH3 CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 NH CH3

11- a) NN-dimetil-12-etenodiaminab) N-fenil-Nrsquo-ciclohexil-2-pentino-15-diaminac) N-etil-N-metil-24-ciclopentadienamina

(24-ciclopentadienil)etilmetilamina

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Masa atoacutemica Composicioacuten Foacutermulas empiacutericas y moleculares

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-9

1- Calcula la masa atoacutemica del litio sabiendo que estaacute formado por una mezcla de 63Li y 7

3Li La abundanciade 7

3Li es del 9240 La masa isotoacutepica del Li-6 es 60167 u y la del Li-7 vale 70179 u

2- El cobre natural estaacute formado por los isoacutetopos Cu-63 y Cu-65 El maacutes abundante es el primero conuna distribucioacuten isotoacutepica del 644 Calcula la masa atoacutemica aproximada del cobre

3- El plomo presenta cinco isoacutetopos Pb-204 Pb-206 Pb-207 y Pb-208 La abundancia de los tres primeroses 14 241 y 221 respectivamente Calcula la masa atoacutemica del plomo

4- El boro de masa atoacutemica 10811 u estaacute formado por dos isoacutetopos 10B y 11B cuyas respectivas masasisotoacutepicas son 100129 u y 110093 u Calcula la abundancia natural de estos isoacutetopos

5- En una industria se duda entre utilizar como fuente de aluminio la bauxita Al2O3 o el Al(OH)3Indica cuaacutel de las dos sustancias tiene una mayor riqueza en ese elementoDatos Al 27 O 16 H 1 u

6- El sulfato de magnesio heptahidratado MgSO4middot7H2O se utiliza como sal de bantildeo por activar latranspiracioacuten se conoce como sal de Epsom Determina la composicioacuten centesimal de esta sustanciaDatos Mg 243 S 32 O 16 H 1

7- Se dispone de 5 g de sulfato de cobre(II) pentahidratado que se presenta en forma de cristalesroacutembicos de color azul Se introducen en un tubo de ensayo y se calienta a la llama hasta que pierdetodo el agua de hidratacioacuten quedando la sal anhidra de color blanco que se pesa a continuacioacutenCalcula cuaacutento deberaacute pesarDatos Cu 635 S 32 O 16 H 1 gmol

8- El xenoacuten forma algunos compuestos con el fluacuteor En 1933 Linus Pauling predijo la existencia de unode ellos que conteniacutea un 535 de Xe Otros investigadores lograron sintetizarlo y encontraron quesu masa molar era 245 Determina la foacutermula empiacuterica y molecular del compuestoDatos Xe 1313 F 19

9- Un compuesto de formula AB3 contiene un 40 en peso de A Halla la relacioacuten de pesos atoacutemicos deA y B

10- Se calienta muy intensamente una muestra de 325 g de oacutexido de plata y como resultado se obtienen303 g de plata pura Halla a partir de esta informacioacuten la foacutermula empiacuterica del oacutexido Razona si sepodriacutea haber preguntado en este problema la foacutermula molecular del oacutexidoDato Ag 1079 O 16 gmol

11- En un experimento la combustioacuten de 115 g de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacute-geno y oxiacutegeno produjo 220 g de dioacutexido de carbono y 135 g de agua Sabiendo que su masa molares de 46 gmol determina su foacutermula empiacuterica y molecular Escribe el nombre de dos isoacutemeros iquestQueacutetipo de isomeriacutea presentanDatos C 12 O 16 H 1 gmol

12- Cuando se calienta a 250 C una muestra de un compuesto orgaacutenico que contiene carbono hidroacutegenoy oxiacutegeno pasa a estado gaseoso y su densidad a 12 atm de presioacuten vale 084 gL Por otro ladocuando se queman 1206 g de un dicho compuesto se producen 1767 g de dioacutexido de carbono y724 g de agua Determina su foacutermula empiacuterica y molecular Nombra el compuesto y razona si tieneisomeriacutea oacutepticaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

13- Se queman 2305 g de un hidrocarburo y se producen 7715 g de dioacutexido de carbono Ademaacutes se sabeque a 130 C y 730 mmHg la densidad de la sustancia en estado gaseoso vale 27 gL Determina sufoacutermula empiacuterica y molecular Datos C 12 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-9

1- Mat(Li) = 694 u

2- Mat(Cu) = 637u

3- Mat(Pb) = 2072u

4- La abundancia de 10B es del 1990 y la de 11B es 8010

5- La bauxita porque tiene un 5294 en masa de aluminio mientras que el hidroacutexido de aluminiotiene un 3462 de ese elemento

6- 987 Mg 1299 S 7146 O y 568 H

7- 320 g de CuSO4 anhidro

8- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden XeF6

9- Mat(A)Mat(B) = 2 La masa atoacutemica del elemento A es el doble que la de B

10- Ag2O No porque el oacutexido de plata es un compuesto ioacutenico y no forma moleacuteculas

11- La formula empiacuterica y la molecular coinciden C2H6O El etanol CH3 ndash CH2OH y el dimetileacuteter ometoximetano CH3 ndash O ndash CH3 Isomeriacutea de funcioacuten (es un tipo de isomeriacutea estructural)

12- CH2O y CH2O El compuesto es el metanal o formaldehiacutedo HCHO (vulgarmente formol) No presentaestereoisomeriacutea porque el carbono no es asimeacutetrico (no estaacute unido a cuatro sustituyentes distintos)

13- La foacutermula empiacuterica y la molecular coinciden C7H8

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

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Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-10

1- Un recipiente de 20 dm3 contiene a 300 K una mezcla de 8 g de oxiacutegeno 1 g de butano y 1 g dehidroacutegeno Calcula la presioacuten total en el recipiente en mmHg y el tanto por ciento en volumen y enmasa de cada gas en la mezclaDatos C 12 O 16 H 1 gmol

2- Un recipiente de 10 L contiene oxiacutegeno y metano a 25 C La presioacuten parcial de cada componente esrespectivamente 1 atm y 05 atm Calcula la composicioacuten de la mezcla expresada como porcentaje envolumen y en masaDatos O 16 C 12 H 1 gmol

3- Suponiendo un modelo muy simplificado del aire en el que se considera que estaacute formado uacutenicamentepor un 79 de nitroacutegeno y el resto de oxiacutegeno deduce las presiones parciales de estos gases y ladensidad del aire en cn

4- Se disuelven 5 g de nitrato de calcio en agua hasta completar 250 cm3 de disolucioacuten Suponiendo quela sal se encuentra totalmente disociada calculaa) la concentracioacuten molar del nitrato de calciob) la concentracioacuten molar de cada ioacutenDatos Ca 40 N 14 O 16 gmol

5- En 100 cm3 de aacutecido sulfuacuterico 005 M se disuelven 3 g de sulfato de sodio puro Suponiendo que ladisociacioacuten es total y que no se modificoacute el volumen de la disolucioacuten calcuacutelese la concentracioacuten moarde cada ioacutenDatos S 40 Na 14 O 16 H 1

6- iquestCuaacutel es la concentracioacuten molar del agua puraDatos d = 1gmL O 16 H 1

7- Se mezclan 50 g de etanol y 50 g de agua para obtener una disolucioacuten cuya densidad es 0 954 gcm3Calculaa) la concentracioacuten molar del etanolb) la fraccioacuten molar del aguaDatos C 12 O 16 H 1

8- Una disolucioacuten de aacutecido aceacutetico al 10 tiene una densidad de 1055 gmL Se desea sabera) iquestCuaacutel es su molaridadb) iquestCuaacutel es su molalidadc) Si antildeadimos 1 L de agua a 500 cm3 de la disolucioacuten anterior iquestcuaacutel es el tanto por ciento en peso

de la nueva disolucioacutenDatos C 12 O 16 H 1

9- Se disuelven 5 g de cloruro de hidroacutegeno en 35 g de agua La densidad de la disolucioacuten a 20 C es1060 gcm3 Halla la concentracioacuten de la disolucioacuten ena) tanto por ciento en masab) gramos por litroc) molaridadDatos Cl 355 H 1

10- El aacutecido sulfuacuterico comercial que se encuentra en los laboratorios es 18 M Si deseamos preparar300 mL de este aacutecido 1 M iquestqueacute volumen del comercial deberemos tomar para diluir con aguaDatos S 32 O 16 H 1

11- Halla la densidad de una disolucioacuten acuosa de sulfato de magnesio 178 M y del 18 en pesoDatos Mg 243 S 32 O 16

12- iquestQueacute cantidad de aacutecido sulfuacuterico del 96 debe antildeadirse a 1 kg de aacutecido del 60 para obtener unaacutecido del 90

Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-10

1- 71718 mmHg

2- 667 en volumen de O2 800 en masa de O2

3- PN2= 079atm PO2

= 021atm 129 gL

4- a) 0122 M b) [Ca2+] = 0122 M [NO3minus] = 0244M

5- [Na+] = 0423M [SO42minus] = 0261M [H+] = 01 M

6- 5556 M

7- a) 1037 M b) 072

8- a) 176 molL b) 185 molal c) 345

9- a) 125 b) 1325 gL c) 363 M

10- 1667 mL

11- 119 gcm3

12- 5 kg de disolucioacuten

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Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

37

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 1- Mezclas de gases Concentracioacuten de disoluciones

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 1-11

1- iquestCuaacutento cloruro de calcio hexahidratado y cuaacutenta agua deben pesarse para preparar 100 g de unadisolucioacuten al 5 de cloruro caacutelcico anhidroDatos Ca 40 Cl 355 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico concentrado de densidad ρ = 184 gcm3 y 96 deriqueza seraacuten necesarios para preparar 500 cm3 de una disolucioacuten 05 M de aacutecido sulfuacutericoDatos S 32 O 16 H 1 gmol

3- Calcula las molaridades de las disoluciones preparadas mezclando 50 mL de aacutecido sulfuacuterico 0136 Mcon cada uno de los siguientes liacutequidos (supoacutengase aditivos los voluacutemenes)a) con 70 mL de aguab) con 90 mL de una disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico 0068 MDatos S 32 O 16 H 1 gmol

4- iquestCuaacutentos mililitros de agua hay que antildeadir a 200 mL de una disolucioacuten 03 M de sulfato de cobre(II)para que pase a ser 02 M Datos Cu 6354 S 32 O 16 gmol

5- En 1 kg de agua se disuelven 727 L de amoniacuteaco medidos a 20 C y 744 mmHg Si la densidad de ladisolucioacuten resultante es 0882 gmL calcula su concentracioacuten expresada ena) gLb) molalidadc) fraccioacuten molarDatos N 14 H 32 O 16 gmol [Resuelto]

Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 1-11

1- 986 g CaCl2 middot6H2O 9013 g H2O

2- 139 cm3 de disolucioacuten

3- a) 0057 M b) 0092 M

4- 100 mL de agua

5- a) 0295 gL b) 2962 molkg c) 03477

2 Termoquiacutemica

29

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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2 Termoquiacutemica

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 2- Termoquiacutemica (Efectos del calor y trabajo)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-1

1- Calcula el calor en caloriacuteas que se necesita para elevar 10 C la temperatura de 85 g de hierroDatos Calor especiacutefico del hierro soacutelido 450 J(kgK) 1 cal=418 J

2- Pasa el calor especiacutefico medio del hierro soacutelido 450 J kgminus1 Kminus1 a cal gminus1 Cminus1Dato 1 cal=418 J

3- Explica queacute significa que el calor especiacutefico del hierro soacutelido valga 450 J(kg K)

4- Calcula queacute temperatura alcanzaraacuten 2 mol de estantildeo que se encuentran a 10 C cuando absorben125 J de calor El calor especiacutefico del estantildeo soacutelido vale 230 J(kg K) Sn 1187 gmol

5- Calcula queacute temperatura alcanzaraacute una masa de 10 g de agua a 75 C si libera 1672 J de calor Elcalor especiacutefico del agua liacutequida vale 1 cal(g C) 1 cal= 418 J

6- Calcula en kcal el calor que se necesita para pasar 250 g de hielo a minus20 C hasta 25 C1 cal= 418JCe(hielo) = 05 cal(g C)Ce(agua liacutequida) = 1cal(g C)L f (H2O) = 334times 103 Jkg

7- Calcula en kJ el calor que se desprende cuando 90 g de vapor de agua a 120 C se enfriacutean hasta 25 C1 cal= 418JCe(vapor) = 2006 J(kg K)Ce(agua liacutequida) = 4180J(kgK)Lv(H2O) = 2260times 103 Jkg

8- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 1 mol de agua liacutequida a100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todo momento de 1 atm y que elvapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

9- Calcula el trabajo de expansioacuten que experimenta un sistema formado por 7 g de nitroacutegeno gaseoso quese hallan inicialmente a 1 atm de presioacuten y a una temperatura de 27 C cuando sigue estos procesosa) Expansioacuten a presioacuten constante hasta duplicar su volumen seguida de una transformacioacuten a

volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitadb) Transformacioacuten a volumen constante hasta reducir su presioacuten a la mitad seguida de expansioacuten a

presioacuten constante hasta duplicar el volumenc) Expansioacuten isoteacutermica hasta que la presioacuten se reduce a la mitad1 mol de agua liacutequida a 100 C que se calienta hasta los 200 C Supoacuten que la presioacuten es en todomomento de 1 atm y que el vapor de agua se comporta como un gas idealDato d(agua liacutequida) = 1gmL a cualquier temperatura

10- Al vaporizarse 1 mol de agua liacutequida a la temperatura de ebullicioacuten (100 C) y a la presioacuten constantede 1 atm se absorben 97 kcal El sistema realiza trabajo sobre la atmoacutesfera que le rodea a causa dela variacioacuten de volumen que tiene lugar cuando el agua pasa de liacutequido a vapor Calculaa) EL trabajo realizado por 1 mol de agua liacutequida sabiendo que su volumen a 373 K es 0019 L y

considerando que el vapor se comporta como un gas idealb) ∆H y ∆U para este procesoDato 1 atm=101 300 Pa

11- Consideremos el gas de un cilindro metaacutelico vertical dotado de un pistoacuten de 3 kN de peso El pistoacutense desplaza hacia arriba 20 cm Sabiendo que el calor absorbido por el gas ha sido de 40 J calcula lavariacioacuten de energiacutea interna del gas [Resuelto]

Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

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Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 2-1

1- 915 cal

2- 01077 cal(g C)

3- Significa que 1 kg de hierro necesitariacutea1 absorber 450 J de calor para que su temperatura aumentara1 K (o 1 C)De forma equivalente seriacutea el calor que deberiacutea desprender un 1 kg de hierro para que su temperaturadisminuyera 1 K o C

4- 123 C

5- 71 C

6- 2873 kcal

7- q = minus2352kJ Se desprenden 2352 kJ

8- w= minus39286J

9- a) minus623 Jb) minus3115 Jc) minus432 J

10- a) 31 kJb) ∆H = 406kJ ∆U = 375kJ

11- ∆U = minus560J

1 En realidad esto soacutelo es un promedio porque el calor especiacutefico depende de la temperatura y no da igual suber un grado detemperatura desde 290 K a 291 K que desde 300 K a 301 K Un caacutelculo maacutes correcto deberiacutea tener el cuenta coacutemo variacutea el calorespeciacutefico del hierro con la temperatura pero esto estaacute fuera del alcance de este curso

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-2

1- Los calores de combustioacuten estaacutendar del carbono y del benceno (liacutequido) son respectivamenteminus3937 kJmol y minus3267 kJ y el de formacioacuten del agua minus2859 kJmola) Calcula el calor de formacioacuten del bencenob) iquestCuaacutentas kcal se desprenden en la formacioacuten de 1 kg de bencenoDatos C 12 H 1 gmol 1 cal= 4184J

2- La entalpiacutea de combustioacuten del propano es minus5263 kcal Las entalpiacuteas de formacioacuten estaacutendar deldioacutexido de carbono y del agua son respectivamente minus9403 kcal y minus6830 kcalmol Calculaa) La entalpiacutea de formacioacuten del propanob) Los kilogramos de carboacuten que habraacute que quemar siendo el rendimiento del 80 para producir la

misma cantidad de energiacutea que la obtenida en la combustioacuten de 1 kg de propanoDatos Entalpiacutea de combustioacuten del carboacuten minus5 kcalg C 12 H 1 gmol

3- Calcula la entalpiacutea del proceso en el cual se forma un mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lointegran Utiliza los siguientes datos

A N2 (g) + 3O2 (g) + H2 (g) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus4147 kJB N2O5 (g) + H2O (l) minusminusrarr 2 HNO3 (aq) ∆H = minus1402 kJC 2H2 (g) + O2 (g) minusminusrarr 2H2O (l) ∆H = minus5717 kJ

4- Calcula la entalpiacutea de hidrogenacioacuten del propino cuando se convierte en propano teniendo en cuentalos siguientes datos

∆Hcomb C3H4 (g)= minus1937 kJmol

∆Hcomb C3H8 (g)= minus2219 kJmol

∆Hf H2O (l)= minus2858kJmol

[Resuelto]

5- Al quemar 235 g de benceno C6H6 en una bomba calorimeacutetrica a volumen constante se desprendena 25 C 23 571 cal Calcula el calor de combustioacuten del benceno a presioacuten constante y a esta mismatemperatura1 cal= 418J R= 831J molminus1 Kminus1

6- Calcula la diferencia entre qp y qv para la combustioacuten de la glucosa a 18 C seguacuten la reaccioacuten

C6H12O6(s) + O2(g) minusminusrarr CO2(g) + H2O(l)

7- Para la reaccioacuten

Zn(s) + H2SO4(aq) minusminusrarr ZnSO4(aq) + H2(g)

Se sabe que los valores de qp y qv valen minus3763 kcal y minus3821 kcal pero no se estaacute seguro de cuaacutel delos valores corresponde a cada magnitud Razona cuaacutel es el valor de cada una

8- Teniendo en cuenta que en la reaccioacuten

Pb(s) +12 O2(g) minusminusrarr PbO(g) ∆H = minus525kcal

iquestCuaacutento calor se desprende al oxidarse 15 g de plomoDato Pb 20721 gmol

9- En la combustioacuten en condiciones estaacutendar de 1 g de etanol se desprenden 298 kJ y en la combustioacuten de1 g de aacutecido aceacutetico se desprenden 145 kJ Con estos datos calcula la variacioacuten de entalpiacutea estaacutendarde la siguiente reaccioacuten CH3 ndash CH2OH + O2 minusminusrarr CH3 ndash COOH + H2ODato C 12 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

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Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

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Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

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Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

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Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

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Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 2-2

1- a) ∆Hf (C6H6 (l)) = 471 kJmolb) Se desprenden 1449 kcal

2- a) ∆Hf (C3H8 (g)) = minus2899 kcalmolb) 29902 kg de carboacuten

3- ∆Hf (C3H8 (g)) = 113 kJmol

4- ∆H = minus2895 kJmol

5- ∆H = minus3274times 103 kJmol

6- qp = qv

7- qp = minus3763kcal y qv = minus3821 kcal

8- 38 kcal

9- minus5008 kJmol

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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

37

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 2- Termoquiacutemica (Entalpiacuteas de reaccioacuten)

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 2-3

1- a) Sabiendo que el calor especiacutefico del agua liacutequida vale 4180 J kgminus1 Kminus1 y consultando los datos dela tabla adjunta calcula la entalpiacutea de la reaccioacuten

2NH3(g) +52 O2(g) minusminusrarr 2NO(g) + 3 H2O(l)

b) Hall el calor que se desprende o se absorbe medido a 1 atm y 25 C cuando se obtienen 733 L demonoacutexido de carbono en esas condiciones

c) Si ese calor absorbido o desprendido se empleara en enfriar o calentar 800 g de agua a 50 C iquestaqueacute temperatura aproximada quedariacutea

Sustancia H2O(l) NH3(g) NO(g)

∆Hf (kJmol) -2858 -461 902

2- a) Calcula la entalpiacutea de formacioacuten del sulfuro de mercurio(II) con los datos que se ofrecenb) Calcula el calor a presioacuten constante liberado al reaccionar 10 kg de HgS con el oxiacutegeno necesarioc) iquestCuaacutentos m3 de aire medidos a 25 C y 1 atm se necesitan para que reaccionen 10 kg de HgS

suponiendo que el aire contiene un 21 de oxiacutegeno2 HgS(s) + 3 O2(g) minusminusrarr 2 HgO(s) + 2 SO2(g) ∆H = minus6588 kJ∆Hf (HgO(s)) = minus908 kJmol ∆Hf (SO2(g)) = minus2968kJmolMasas atoacutemicas Hg 2006 S 32 gmol

3- Las entalpiacuteas estaacutendar de formacioacuten del etano dioacutexido de carbono y agua liacutequida son minus847 minus3935y minus2858 kJmol respectivamente (a 25 C y 1 atm)a) Calcula el calor desprendido a presioacuten constante al quemar totalmente 30 g de etanob) Halla el calor desprendido a volumen constante al quemar la misma cantidad de etanoDatos C 12 H 1 gmol R= 831 J(molK)

4- Determina la entalpiacutea molar de formacioacuten del aacutecido nitroso disuelto HNO2(aq) a partir de los siguientesdatos

NH4NO2(aq) minusminusrarr N2(g) + 2 H2O(l) ∆H = minus765kcalNH3(aq) + HNO2(aq) minusminusrarr NH4NO2(aq) ∆H = minus9kcal2 NH3(aq) minusminusrarr N2(g) + 3 H2(g) ∆H = 406 kcal

La entalpiacutea molar de formacioacuten del agua liacutequida es minus683 kcal

5- De las siguientes reacciones cada una de ellas a 1 atm de presioacuten razonaa) Las que son espontaacuteneas a todas las temperaturasb) Las que son espontaacuteneas a bajas temperaturas y no espontaacuteneas a altas temperaturasc) Las que son espontaacuteneas a altas temperaturas y no espontaacuteneas a bajas temperaturas

Reaccioacuten ∆H (kJ) ∆S (kJK)1 1

2 H2(g) + 12 I2(s) minusminusrarr HI(g) 2594 3463times 10minus2

2 2NO2(g) minusminusrarr N2O4(g) minus5816 minus7377times 10minus2

3 S(s) + H2(g) minusminusrarr H2S(g) minus1673 1819times 10minus2

Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

37

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 2-3

1- a) minus5848 kJb) Se desprenden 8772 kJc) El agua quedariacutea a 76 C aproximadamente

2- a) minus582 kJmolb) Se desprenden 14167 kJc) Se necesitan 75 m3 de aire a 25 C y 1 atm

3- a) Se desprenden 7727 kJb) Se desprenden 7665 kJ 1 atm

4- minus308 kcalmol

3 Cineacutetica Quiacutemica

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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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3 Cineacutetica Quiacutemica

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 3- Cineacutetica Quiacutemica I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 3-1

1- En una reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr productos se determina experimentalmente que la velocidad dereaccioacuten se duplica al hacerlo tambieacuten la concentracioacuten de A y se hace hace cuatro veces menor aldividir entre dos la concentracioacuten de B iquestCoacutemo es la ecuacioacuten de velocidad iquestQueacute unidades tiene laconstante de velocidad

2- A una hipoteacutetica reaccioacuten quiacutemica A + B minusminusrarr C le corresponde la siguiente ecuacioacuten de velocidadv = k [A][B] Indicaa) El orden de la reaccioacuten respecto de Ab) El orden total de la reaccioacutenc) Las unidades de la constante de velocidadd) iquestPodriacutea constar de una uacutenica etapa elemental

3- Indica justificando brevemente la respuesta si son ciertas o falsas las siguientes afirmacionesa) En cualquier reaccioacuten quiacutemica todos los reactivos desaparecen a la misma velocidadb) El valor de la velocidad de reaccioacuten depende del reactivo utilizado para explicarlac) Unas posibles unidades de la velocidad de reaccioacuten son molLminus1 sminus1

Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 3-1

1- v = k[A][B]2 Mminus2sminus1

2- a) El orden de reaccioacuten respecto de A es 1b) El orden total vale 1+ 1= 2 La reaccioacuten es de segundo ordenc) Lmolminus1 sminus1d) Siacute podriacutea tratarse de una reaccioacuten elemental porque los oacuterdenes parciales coinciden con los

respectivos coeficientes estequiomeacutetricos y ademaacutes la molecularidad seriacutea 2 Pero no tenemosseguridad de que se trate de una etapa elemental (podriacutea seguir un mecanismo maacutes complejo quenos proporcione la misma ecuacioacuten de velocidad)

3- a) Falso porque la velocidad con que desaparece un reactivo es directamente proporcional a sucoeficiente estequiomeacutetrico (este coeficiente no tiene porqueacute ser el mismo para todos los reactivos)

b) Falso la velocidad de reaccioacuten se define de manera que su valor sea independiente del reactivoutilizado

c) Cierto la velocidad de reaccioacuten siempre tiene dimensiones de concentracioacuten por unidad de tiempopor tanto molL

s =molLminus1 sminus1 es una posible unidad de velocidad de reaccioacuten

4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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4 Equilibrio quiacutemico

41

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-1

1- En un recipiente de 10 L de capacidad se introducen 2 mol del compuesto A y 1 mol del compuestoB Se calienta a 300 C y se establece el siguiente equilibrio A (g) + 3B (g) minusminusminusminus 2 C (g) Cuando sealcanza el equilibrio el nuacutemero de moleacuteculas de B es igual al de C Calculaa) El nuacutemero de moleacuteculas de cada componente en la mezclab) Calcula el grado de disociacioacuten de A y el de Bc) La constante Kc a esa temperaturad) La presioacuten total inicial y en el equilibrio

2- En un recipiente de 3 L en el que previamente se ha hecho el vaciacuteo se introducen 004 mol de gas SO3y se calienta a 900 K en presencia de un catalizador de platino Pt Una vez alcanzado el equilibrio seencuentra que hay presentes 0028 mol de SO3 (g) como consecuencia de la reaccioacuten que tiene lugar2 SO3 (g) minusminusminusminus 2SO2 (g) + O2 (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del trioacutexido de azufreb) Kcc) Kpd) Las presiones parciales de los gases en el equilibrio y la presioacuten total

3- Una mezcla gaseosa en 1 L constituida inicialmente por 794 mol de hidroacutegeno y 530 mol de yodose calienta a 455 C con lo que se forman en el equilibrio 952 mol de HI seguacuten la reaccioacuten I2 (g) +H2 (g) minusminusminusminus 2HI (g) Calculaa) El grado de disociacioacuten del yodo y el del hidroacutegenob) El valor de Kc y Kpc) Si hubieacutesemos partido de 4 mol de hidroacutegeno gas y 2 mol de yodo gas iquestcuaacutentos moles de yoduro

de hidroacutegeno habriacutea en el equilibrio

4- En un recipiente cerrado y vaciacuteo de 200 mL se introducen 256 g de yoduro de hidroacutegeno Se eleva latemperatura a 400 C y se alcanza el equilibrio de HI seguacuten la reaccioacuten 2HI (g) minusminusminusminus I2 (g) + H2 (g)El valor de Kc para este equilibrio a 400 C es 0017 Calculaa) El grado de disociacioacuten del yoduro de hidroacutegenob) La presioacuten total en el equilibrioc) Los gramos de yoduro de hidroacutegeno en el equilibrioDatos I 127 H 1 gmol

5- Para el equilibrio H2 (g) + CO2 (g) minusminusminusminus H2O (g) + CO (g) Kc = 440 a 2000 K Si se introducensimultaacuteneamente 100 mol de H2 100 mol de CO2 y 1 mol de H2O en un recipiente de 468 L a2000 K determina la constante Kp y la composicioacuten de todas las sustancias presentes en el equilibriofinal

6- En un matraz de 5 L se introduce una mezcla de 092 mol de N2 y 051 mol de O2 Se calienta la mezclahasta 2200 K establecieacutendose el equilibrio N2 (g) + O2 (g) minusminusminusminus 2 NO (g) Teniendo en cuenta queestas condiciones reacciona el 109 del nitroacutegeno inicial (con el oxiacutegeno correspondiente) calculaa) La concentracioacuten de todos los compuestos en el equilibriob) El valor de las constantes de equilibrio Kc y Kp

7- Una muestra de 010 mol de BrF5 se introduce en un recipiente de 10 L que una vez cerrado secalienta a 1500 C establecieacutendose el siguiente equilibrio BrF5 (g) minusminusminusminus 1

2 Br2 (g) + 52 F2 (g) Cuando

se alcanza el equilibrio la presioacuten total es de 246 atm Calculaa) El grado de disociacioacuten del BrF5b) El valor de la constante de equilibrio Kc

Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 4-1

1- a) 1084times 1024 moleacuteculas de A 2409times 1023 moleacuteculas de B y 2409times 1023 moleacuteculas de Cb) Grado de disociacioacuten de A 01 o 10 grado de disociacioacuten de B 06 o 60 c) Kc = 1389 L2mol2d) PT (inicial) = 1410atm PT (eq) = 1222 atm

2- a) 03 o 30 b) Kc = 3673times 10minus4 molLc) Kp = 00271atmd) P(SO3) = 0689atm P(SO2) = 0295atm P(O2) = 0148 atm PT = 1132atm

3- a) Grado de disociacioacuten del yodo 0898 o 898 grado de disociacioacuten del hidroacutegeno 0599 o599

b) Kc = 5278 Kp = 5278c) n(HI) = 38mol

4- a) 0452 o 452 b) 55 atmc) 14 g HI

5- Kp = 440 n(H2) = n(CO2) = 045 mol n(H2O) = 155mol n(CO) = 055mol

6- a) [N2] = 0182 molL [O2] = 0100 molL [NO] = 4times 10minus3 molL

7- a) 035b) Kc = 18times 10minus7 mol2L2

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-2

1- Consideacuterese el siguiente sistema en equilibrioMX5 (g) minusminusminusminusMX3 (g) + X2 (g) A 200 C Kc vale 0022 molL En un momento dado las concentra-ciones de las sustancias presentes son [MX5] = 004M [MX3] = 040M y [X2] = 020 Ma) Razona si el sistema estaacute en equilibrio en esas condiciones En el caso de que no estuviera en

equilibrio iquestcoacutemo evolucionariacutea para alcanzarlob) Calcula la composicioacuten en el equilibrio

2- En un matraz de 2 L se introducen 2 mol de N2 y 6 mol de H2 calentaacutendose la mezcla hasta 327 C Aesta temperatura se establece el equilibrio

N2 (g) + 3H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g)

Si la reaccioacuten tiene lugar en un 60 calculaa) La concentracioacuten de cada especie en el equilibriob) Las constantes Kc y Kp para ese equilibrioc) iquestCoacutemo afectariacutea al equilibrio un aumento de la presioacuten Justifica la respuesta[Resuelto]

Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 4-2

1- a) Como el cociente de reaccioacuten es mayor que Kc el sistema no estaacute en equilibrio La reaccioacutenevolucionaraacute hacia la izquierda para alcanzarlo

b)

2- a) [N2] = 04 M [H2] = [H2] = 12 Mb) Kc = 208 L2mol2 Kp = 859times 10minus4 atmminus2c) Si aumenta la presioacuten por disminuir el volumen el equilibrio se desplaza hacia donde menos

moles de gas se produzcan esto es hacia la derecha (produciendo maacutes amoniacuteaco) y la constantede equilibrio no cambiariacutea porque no hemos cambiado la temperaturaSi aumentamos la presioacuten por antildeadir un gas inerte el equilibrio no se veriacutea afectado

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-3

1- Calcula el grado de disociacioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno sabiendo que a 30 C y 5 atm de presioacutense disocia seguacuten la ecuacioacuten N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) y que a esa temperatura Kp vale 015 atm

2- En un matraz se dejoacute reaccionar a temperatura ambiente una mezcla de 1 mol de aacutecido aceacutetico y 1 molde etanol Al analizar una porcioacuten del contenido del matraz alcanzado el equilibrio se encontraron066 mol de acetato de etilo iquestCuaacutel es el valor de KcDato CH3 ndash COOH(l) + C2H5OH(l) minusminusminusminus CH3 ndash COOC2H5 (l) + H2O(l) [Resuelto]

3- La constante Kp para la reaccioacuten de descomposicioacuten del tetraoacutexido de dinitroacutegeno en dioacutexido denitroacutegeno N2O4 (g) minusminusminusminus 2NO2 (g) vale 032 a 308 K Calcula la presioacuten a la cual el N2O4 se encuentradisociado en un 25 [Resuelto]

4- A 200 C y presioacuten de 1 atm el pentacloruro de foacutesforo se disocia en un 485 Calculaa) La constante Kpb) El grado de disociacioacuten a la misma temperatura pero a una presioacuten de 10 atmDato PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g) [Resuelto]

5- A 800 K Kc para la reaccioacuten 2HI(g) minusminusminusminus H2 (g) + I2 (g) vale 0016 Se introduce una cantidad deter-minada de yoduro de hidroacutegeno en un recipiente y cuando se alcanza el equilibrio la presioacuten vale1 atm Calcula a) La concentracioacuten de todas las especies b) Las concentraciones de los componentessi se duplica la presioacuten del sistema [Resuelto]

6- Se introduce en un recipiente cerrado en el que previamente se ha hecho el vacio y a una ciertatemperatura una mezcla de gases PCl5 PCl3 y Cl2 de manera que la presioacuten parcial de cada gas es2 atm 1 atm y 1 atm respectivamente La constante de equilibrio a esa temperatura vale Kp = 030 atmpara la reaccioacuten PCl5 (g) minusminusminusminus PCl3 (g) + Cl2 (g)a) Calcula la presioacuten total de la mezcla gaseosa y la composicioacuten en tanto por ciento en volumen de

la mezcla gaseosa inicialb) Cuando la mezcla llegue al equilibrio iquestqueacute presiones habraacuten aumentado y cuaacuteles habraacuten dismi-

nuido Razona la respuestac) Calcula las presiones parciales de cada gas en el equilibrio y la presioacuten totald) Calcula la composicioacuten de la mezcla gaseosa en tanto por ciento en volumen en equilibrio[Resuelto]

7- En un recipiente de 1 L se introducen 2 mol de nitroacutegeno y 6 mol de hidroacutegeno a 400 C establecieacutendoseel equilibrio N2 (g) + 3 H2 (g) minusminusminusminus 2 NH3 (g) Si la presioacuten del gas en el equilibrio es 2882 atm calculael valor de Kc y Kp [Resuelto]

8- Se introducen 02 mol de fosgeno en un recipiente de 5 L de capacidad Calcula la constante deequilibrio Kc sabiendo que se disocia un 98 Dato COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g) [Resuelto]

9- La descomposicioacuten del fosgeno se representa mediante la siguiente ecuacioacuten quiacutemica

COCl2 (g) minusminusminusminus CO(g) + Cl2 (g)

En un recipiente vaciacuteo de 2 L se introducen 1704 g de fosgeno a 300 K alcanzaacutendose en el equilibriouna presioacuten de 230 mmHg Calcula a) La presioacuten parcial de cada componente en el equilibrio b) Elvalor de Kc y Kp [Resuelto]

10- A 20 C la constante de equilibrio es Kc = 021 para la reaccioacuten NH4SH(s) minusminusminusminus H2S(g) + NH3 (g) Enun matraz tenemos una mezcla de estas especies con las siguientes concentraciones

[H2S] = [NH3] = 013 molL

Halla el cociente de reaccioacuten iquestSe encuentra en equilibrio En caso negativo iquesthacia doacutende se despla-zaraacute iquestSeraacute espontaacutenea la reaccioacuten

Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

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Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 4-3

1- α= 00863

2- Kc = 377

3- Pt = 12 atm

4- a) Kp = 0308 atm b) α= 0173

5- a) [HI]eq = 00121 molL [H2]eq = [I2]eq = 153times 10minus3 molLb) Las concentraciones anteriores se duplican aunque el equilibrio no se ve afectado

6- a) PT = 4 atm 50 vol PCl5 25 vol PCl3 y 25 vol de Cl2b) El equilibrio se desplazaraacute hacia la izquierda lo que significa que deberaacute disminuir la presioacuten

parcial de PCl3 y Cl2 y aumentaraacute la de PCl5 Se debe razonar comparando el cociente de reaccioacutenQp con la constante de equilibrio Kp

c) P(PCl5) = 219atm P(PCl3) = P(Cl2) = 081atm PT = 381 atm

d) 574 vol PCl5 213 vol PCl3 213 vol Cl2

7- Kc = 205 L2 molminus2 y Kp = 673times 10minus4 atmminus2

8- Kc = 192

9- a) P(COCl2) = 0116atm P(CO) = P(Cl2) = 0094 atmb) Kc = SI3 2eminus 3 y Kp = 0076

10- Qc = 0017lt Kc El sistema no se encuentra en equilibrio y la reaccioacuten transcurre de forma neta deizquierda a derecha La reaccioacuten no seraacute espontaacutenea con esas antidades ∆G gt 0

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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 4- Equilibrio quiacutemico III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 4-4

1- iquestQueacute precipitado se formaraacute en primer lugar al antildeadir una pequentildea cantidad de una disolucioacutendiluida de nitrato de plata AgNO3 a una disolucioacuten que es simultaacuteneamente 001 M en cloruro desodio NaCl y 4 M en cromato de potasio K2CrO4 Los valores de los productos de solubilidad delcloruro de plata y del cromato de plata son respectivamente 18times 10minus10 y 39times 10minus12

2- A 1 L de una disolucioacuten que contiene 10 g de Sr2+ y 10 mg de Ba2+ se antildeade aacutecido sulfuacuterico diluidoH2SO4 hasta que empieza a producirse la precipitacioacuten iquestQueacute precipitado se forma en primer lugarLos productos de solubilidad del sulfato de estroncio y del sulfato de bario son respectivamente de36times 10minus7 y 11times 10minus10

Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 4-4

1- Precipita primero el cloruro de plata

2- Precipita primero el sulfato de estroncio

5 Aacutecido-Base

51

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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5 Aacutecido-Base

51

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 5- Aacutecido-Base I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 5-1

1- Calcula el pH de una disolucioacuten preparada disolviendo 5139 g de hidroacutexido de bario Ba(OH)2 en250 mL de agua Datos Ba 1373 O 16 H 1 gmol [Resuelto]

2- Calcula el pH de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico del 5 de 106 gcm3 de densidadDatos Cl 355 H 1 gmol

3- Se mezclan 20 mL de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico HCl 01 M con 80 mL de otra de aacutecidoniacutetrico HNO3 05 M Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en la disolucioacuten

4- Calcula la concentracioacuten en tanto por ciento en masa de una disolucioacuten de aacutecido clorhiacutedrico sabiendoque su densidad vale 103 gcm3 y su pH es cero Datos Cl 355 H 1 gmol

5- Se disuelven en agua 05 g de un aacutecido monoproacutetico de masa molecular 100 obtenieacutendose 125 mLde una disolucioacuten cuyo pH es igual a 2 iquestCuaacutel es el grado de disociacioacuten del aacutecido iquestCuaacutento vale suconstante de ionizacioacuten [Resuelto]

6- Calcula el pH y la concentracioacuten de todas las especies presentes en una disolucioacuten 02 M de aacutecidofoacutermico HCOOH sabiendo que su pKa = 375

7- Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones referentes a una disolucioacuten acuosa de aacutecidoaceacutetico sabiendo que es un aacutecido muy deacutebila) Cuanto mayor sea la concentracioacuten inicial de aacutecido mayor seraacute la concentracioacuten de aniones acetato

(su base conjugada) en el equilibriob) El grado de disociacioacuten del aacutecido esto es la proporcioacuten que se disocia es independiente de la

concentracioacuten inicial de aacutecidoc) El grado de disociacioacuten del aacutecido aumenta conforme disminuye la concentracioacuten inicial del aacutecidod) Si se antildeade acetato de sodio a la disolucioacuten de aacutecido el pH aumenta

8- Al disolver 0775 g de metilamina CH3NH2 en agua se obtienen 250 mL de una disolucioacuten depH = 118a) Calcula el grado de disociacioacuten de la metilamina en estas condicionesb) Calcula la constante de basicidad de la metilaminac) iquestCuaacutel es la concentracioacuten de una disolucioacuten de hidroacutexido de potasio del mismo pHDatos N 14 C 12 H 1 gmol

9- Una lejiacutea contiene hipoclorito de sodio NaClO cloruro de sodio y aguaa) Justifica el caraacutecter aacutecido baacutesico o neutro de la disolucioacuten mediante las correspondientes ecuacio-

nes quiacutemicasb) Calcula la constante de hidroacutelisis del hipoclorito de sodioc) Si la concentracioacuten en hipoclorito es 02 molL calcula el grado de hidroacutelisis y el pH de la

disolucioacutenDato Ka(HClO) = 32times 10minus8 [Resuelto]

10- Seguacuten la definicioacuten de Bronsted-Lowry iquestcuaacuteles de las siguientes especies pueden actuar soacutelo comoaacutecidos cuaacuteles soacutelo como bases y cuaacuteles como aacutecidos y bases HSO4

ndash SO42 ndash H3O+ HClO4 S2 ndash

HCO3ndash CO3

2 ndash Justifica la respuesta con las ecuaciones correspondientes para cada uno de los trestipos

11- a) iquestCuaacutentos cm3 de disolucioacuten de aacutecido sulfuacuterico del 38 de riqueza y densidad igual a 135 gcm3

hacen falta para preparar 2 L de una disolucioacuten 02 Mb) Se valoran 150 cm3 de la disolucioacuten anterior 02 M de aacutecido con hidroacutexido soacutedico 06 M gastando

962 cm3 iquestcuaacutel es la verdadera molaridad de la disolucioacuten preparadaDatos S 32 O 16 H 1 gmol

Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 5-1

1- pH = 134

2- pH = minus016

3- pH = 038 [H+]= 042M [Clndash ]= 002M

4- 354

5- α= 025 Ka = 333times 10minus3

6- pH = 223 [H+]=[HCOOndash ]= 5875times 10minus3 M [HCOOH]= 0194M

7- a) Cierta porque [CH3 ndash COOndash ]= c middotα

b) Falsa porque α=Ccedil

Kac

c) Cierta porque α=Ccedil

Kac

d) Cierta Al antildeadir acetato de sodio estamos aumentando la concentracioacuten de aniones acetato yseguacuten el Principio de Le Chatelier el equilibrio se desplaza hacia la izquierda disminuyendo laconcentracioacuten de cationes hidronio y aumentando el pH

8- a) α= 00631b) Kb = 4249times 10minus4c) 6310times 10minus3 M

9- a) El cloruro de sodio no sufre hidroacutelisis (no modifica el pH del agua) El hipoclorito de sodio sufrehidroacutelisis baacutesica porque el anioacuten hipoclorito reacciona con el agua aceptando cationes hidroacutegenode esta sustancia ClOndash + H2Olarrminusrarr HClO + OHndash

b) Kh = 3125times 10minus7c) αh = 125times 10minus3 pH= 104

10- Soacutelo como aacutecidos H3O+ HClO4Soacutelo como bases SO4

2 ndash S2 ndash CO32 ndash

Como aacutecidos y como bases HSO4ndash HCO3

ndash Nota Esto seriacutea en disolucioacuten acuosa pues el aacutecido percloacuterico podriacutea actuar como base si (en ausenciatotal de agua) se encontrara con un aacutecido maacutes fuerte que eacutel lo cual en este caso es muy difiacutecil porquees uno de los aacutecidos maacutes fuertes

11- a) 76413 cm3b) 038 M

6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

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Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

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Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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6 Oxidacioacuten-Reduccioacuten

55

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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-1

1- Determina el nuacutemero de oxidacioacuten de todos los elementos en cada una de las especies que se indicana continuacioacuten

CO CO32 ndash Ag2CrO4 Si Cr2O7

2 ndash KOH AlH3 MnO2 I2 Na2O2bdquo SrSO3 Fe(NO3)3(NH4)2SiO3 MgO2 BF4

ndash CHI3 HCOOH CH3 ndash CH2OH

2- Deduce si las siguientes reacciones son redox o no En caso afirmativo indica queacute elementos se oxidany cuaacuteles se reducena) CH4 + O2 minusminusrarr CO2 + H2Ob) HCl + NaOH minusminusrarr NaCl + H2O

3- En disolucioacuten aacutecida el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash oxida al catioacuten hierro(II) Fe2+ y eacutel pasa a cromo(III)

Cr3+a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el anioacuten dicromato se encuentra como dicromato de

potasio K2Cr2O7 el hierro(II) estaacute como sulfato de hierro(II) FeSO4 y que el aacutecido es el sulfuacutericoH2SO4

4- La reaccioacuten entre el permanganato de potasio y el yoduro de potasio en presencia de hidroacutexido depotasio acuoso conduce a la formacioacuten de manganato de potasio K2MnO4 yodato de potasio y aguaAjusta la ecuacioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

5- En medio baacutesico el cloro reacciona con el triyoduro de cromo pasaacutendolo a cromato y el primero seconvierte en cloruroa) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Ajusta la ecuacioacuten molecular sabiendo que el medio baacutesico se debe al hidroacutexido de potasio

6- Identifica cuaacutel de las siguientes sustancias no puede actuar como oxidante y por queacute

Cl2 MnO2 Cu K2Cr2O7 HNO3

7- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la reaccioacuten del permanganato de potasio con el etanol formandocarbonato de potasio y dioacutexido de manganeso entre otras sustancias [Resuelto]

8- Ajusta por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten la ecuacioacuten

KMnO4 + H2S + H2SO4 minusminusrarrMnSO4 + S + K2SO4 + H2O

iquestCuales son los agentes oxidante y reductor

9- En aacutecido clorhiacutedrico HCl el clorato potaacutesico KClO3 oxida al cloruro de hierro(II) a cloruro dehierro(III) quedando eacutel reducido a cloruro potaacutesico y agua Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo delioacuten-electroacuten

10- Para la siguiente reaccioacuten incompleta

K2Cr2O7 + NaNO2 + HCl minusminusrarr NaNO3 + CrCl3 +

a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y molecular utilizando el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Calcula el volumen de dicromato de potasio 2 M necesario para oxidar 20 g de nitrito de sodio

Datos N 14 Na 23 O 16 gmol

11- El permanganato de potasio reacciona con el etanol convirtieacutendolo en aacutecido aceacutetico en presencia deaacutecido sulfuacuterico produciendo manganeso(II)a) Ajusta la ecuacioacuten ioacutenica y por el meacutetodo del ioacuten-electroacutenb) Escribe la ecuacioacuten molecular ajustadac) Cuando reaccionan 100 mL de etanol se observa que se obtienen 951 g de aacutecido aceacutetico Calcula

el rendimiento de la reaccioacutenDatos C 12 O 16 H 1 gmol densidad del etanol 081 gmL

Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 6-1

1-+2Cminus2O

+4Cminus2O2minus

3

+1Ag2

+6CrO4

0Si

+6Cr2

minus2O2minus

7

+1Kminus2O+1H

+3Alminus1H3

+4Mnminus2O2

0I2

+1Na2

minus1O2

+2Sr+4Sminus2O3

+3Fe(+5Nminus2O3)3 (

minus3N+1H4)2

+4Siminus2O3

+2Mgminus1O2

+3Bminus1F minus4

+2C+1Hminus1I 3

+2C+1H2

minus2O2

minus2C 2

+1H6

minus2O

2- a) Es una reaccioacuten redox El carbono se oxida y el oxiacutegeno se reduceb) No es una reaccioacuten redox Es aacutecido-base

3- a) Cr2O72 ndash + 6 Fe2+ + 14H+ minusminusrarr 2Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O

b) K2Cr2O7 + 6 FeSO4 + 7H2SO4 minusminusrarr Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

4- Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 6 MnO4ndash + Indash + 6OHndash minusminusrarr 6 MnO4

2 ndash + IO3ndash + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular ajustada 6 KMnO4 + KI + 6 KOH minusminusrarr 6 K2MnO4 + KIO3 + 3 H2O

5- a) 2 Cr3+ + 3 Cl2 + 16 OHndash minusminusrarr 2CrO42 ndash + 6Clndash + 8H2O

b) 2CrI3 + 3 Cl2 + 16 KOH minusminusrarr 2K2CrO4 + 6KCl + 6 KI + 8 H2O

6- La sustancia que no puede actuar como oxidante seraacute la que no se pueda reducir es decir que nopueda ganar electrones Se trata del cobre metaacutelico que tiene un estado de oxidacioacuten cero y no puedeganar electrones y convertirse en cobre con nuacutemero de oxidacioacuten negativo porque los metales tiendena perder electrones y no a ganarlos (el cobre tiene los estados de oxidacioacuten +1 y +2 pero ningunonegativo)

7- 4 KMnO4 + C2H5OH minusminusrarr 2K2CO3 + 4MnO2 + 3 H2O

8- 2 KMnO4 + 5H2S + 3H2SO4 minusminusrarr 2MnSO4 + 5 S + K2SO4 + 8H2OEl agente oxidante es el anioacuten permanganato presente en el permanganato de potasio y el reductor esel sulfuro de hidroacutegeno

9- Ecuacioacuten ioacutenica ClO3ndash + 6 Fe2+ + 6H+ minusminusrarr Clndash + 6Fe3+ + 3 H2O

Ecuacioacuten molecular KClO3 + 6 FeCl2 + 6HCl minusminusrarr 6FeCl3 + KCl + 3 H2O

10- a) Ecuacioacuten ioacutenica Cr2O72 ndash + 3NO2

ndash + 8H+ minusminusrarr 2 Cr3+ + 3NO3ndash + 4 H2O

Ecuacioacuten molecular K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 8 HCl minusminusrarr 2 CrCl3 + 3NaNO3 + 2KCl + 4 H2Ob) 483 mL

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 6- Oxidacioacuten-Reduccioacuten II

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Hoja 6-2

1- La fem normal de la siguiente pila Zn(s)|Zn2+(1 M) || Sn2+(1 M)|Sn(s) es 062 V iquestCuaacutel seraacute elpotencial normal de reduccioacuten del electrodo de Sn2+SnDato E(Zn2+Zn) = minus076 V

2- Dados los potenciales estaacutendar de reduccioacuten

E(Fe3+Fe2+) = 077V y E(Cr2O72minus2Cr3+) = 133 V

a) Justifica en queacute sentido se produciraacute la reaccioacutenFe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 minusminusrarr FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4

b) Indica queacute especie actuacutea como oxidante y cuaacutel como agente reductorc) Ajusta la reaccioacuten en forma molecular por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten

3- La reaccioacuten global (sin ajustar) que se produce en una pila es

Al(s) + Fe2+ (1 M) minusminusrarr Al3+ (1 M) + Fe(s)

a) Escribe la representacioacuten esquemaacutetica de la pilab) Ajusta la reaccioacuten por el meacutetodo del ioacuten-electroacuten y escribe la pila utilizando la notacioacuten simplificadac) Si la fem de la pila es 127 V y el potencial normal de electrodo del hierro es minus041 V iquestcuaacutel seraacute el

potencial estaacutendar de reduccioacuten del electrodo de aluminio

4- Una pila estaacute formada por un electrodo de cobre y otro de cinca) Calcula la fem de la pilab) iquestCuaacutel seriacutea el polo positivo de la pila Justifica la respuestaDatos E(Cu2+Cu) = 034 V E(Zn2+Zn) = minus076V

5- iquestCuaacutentos gramos de cobre se depositaraacuten en una disolucioacuten de sulfato de cobre acidulada por la quepasa una corriente de 10 A durante 1 hDato Cu 635 gmol

6- iquestQueacute tiempo habraacute tenido que estar circulando una corriente de 05 A para descargar 1 L de cloro enestado gaseoso medido en condiciones normales en la electroacutelisis del cloruro de sodio en disolucioacutenacuosa iquestQueacute masa de hidroacutegeno se ha obtenido en ese mismo tiempoDato H 1 gmol

7- iquestQueacute carga eleacutectrica se consumiriacutea al depositar 25 g de Cu en la electroacutelisis del CuSO4 iquestCuaacutentotiempo deberiacutea pasar una corriente de 1 A para obtenerlaDato Cu 635 gmol

8- Se conectan en serie tres pilas electroliacuteticas con disoluciones de AgNO3 AlCl3 y ZnSO4 En la primerade ellas se depositaron 175 g de plata despueacutes de que hubiese circulado una corriente continuadurante 90 min Calculaa) La intensidad de esa corrienteb) La masa de cada uno de los metales que se ha debido depositar en las otras dos celdasDato Ag 1079 Zn 654 Al 267 gmol

9- La valoracioacuten en medio aacutecido de 500 mL de una disolucioacuten saturada de oxalato de sodio requiere240 mL de permanganato de potasio 0023 M Sabiendo que la reaccioacuten que se produce es

C2O42 ndash +MnO4

ndash minusminusrarrMn2+ + CO2 (g)

a) Calcula los gramos de oxalato de sodio que habraacute en 10 L de la disolucioacuten saturadab) Calcula el volumen de CO2 producido durante la valoracioacuten si se trabaja a 25 C y 1 atm

Dato C 12 O 16 Na 23 gmol

Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

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Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

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Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

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Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 6-2

1- E(Sn2+Sn) = minus014V

2- a) En sentido inverso (hacia la izquierda)FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 minusminusrarr Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4

b) La especie oxidante es el anioacuten dicromato Cr2O72 ndash

El agente reductor el catioacuten hierro(II) Fe2+c) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 minusminusrarr 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O

3- a)V

Al FePuente salino

KNO3

Al

Al3+

Fe

Fe2+

3 NO3ndash

2 K+

eminus I

Aacutenodo Caacutetodo oplus

b) Ecuacioacuten ioacutenica ajustada 2Al + 3 Fe2+ minusminusrarr 2 Al3+ + 3FeNotacioacuten simplificada de la pila Al(s) | Al3+ (1 M) | Fe2+ (1 M) | Fe(s)

c) E(Al3+Al) = minus168 V

4- a) εpila = 110 Vb) El polo negativo es el electrodo donde se liberan o producen los electrones que es aqueacutel en el que

tiene lugar la oxidacioacuten (aacutenodo) Es el electrodo de cincEl polo positivo es el electrodo donde se captan electrones que es donde ocurre la reduccioacuten(caacutetodo) Es el electrodo de cobre

5- 1185 g de cobre

6- t = 1723214 s= 4787 h= 4 h 47min 1214 s 00894 g de H2

7- Q = 75984 C t = 211h

8- a) I = 029A= 290mAb) 0146 g 0530 g

9- a) 37 gb) 674 mL

7 El aacutetomo y el enlace

61

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

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Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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7 El aacutetomo y el enlace

61

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

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Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace I

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-1

1- Una laacutempara de vapor de mercurio emite una luz de color ligeramente azul-verdoso Estos coloresproceden de radiaciones de longitudes de onda 4348 Aring y 5461 Aring Calcula la energiacutea de un fotoacuten decada una de estas radiacionesDatos 1 Aring= 10times 10minus10 m c = 3times 108 m sminus1 h= 663times 10minus34 J s

2- iquestEs posible que exista para el aacutetomo de hidroacutegeno un nivel de energiacutea En = minus10times 10minus20 JDatos K = 218times 10minus18 J

3- Si la energiacutea asociada a la primera oacuterbita de Bohr es minus136 eV calcula la energiacutea asociada a la cuartaoacuterbita de Bohr expresaacutendola en JuliosDatos 1 eV = 16times 10minus18 J

4- Si en el traacutensito energeacutetico que sufre un electroacuten del aacutetomo de hidroacutegeno hasta n = 2 se emite unfotoacuten de energiacutea 459times 10minus19 J determina el nivel en el que se encontraba el electroacuten inicialmenteDatos h= 663times 10minus34 J s R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 msminus1

5- iquestQueacute longitud de onda corresponde a la radiacioacuten que emite un electroacuten en el aacutetomo de hidroacutegenocuando salta de la oacuterbita n= 2 a la n= 1 iquestCuaacutel es su frecuenciaDatos R= 1097times 107 mminus1 c = 3times 108 m sminus1

6- Halla la energiacutea y la frecuencia de la radiacioacuten emitida al pasar el electroacuten del aacutetomo de hidroacutegenodel tercer al primer nivelDatos h= 663times 10minus34 J s c = 3times 108 m sminus1 R= 1097times 107 mminus1

7- Indica justificadamente cuaacuteles de los siguientes grupos de nuacutemeros cuaacutenticos son imposibles para unelectroacuten en un aacutetomo

(32112) (220-12) (41112) (52-21) (30112)

Para cada uno de los grupos posibles indica el nivel de energiacutea el orbital al que corresponde y elnuacutemero maacuteximo de electrones que puede albergar dicho orbital

8- Escribe los nuacutemeros cuaacutenticos correspondientes a un electroacuten que se halle en los orbitales siguientesa) 3s b) 4p c) 3d d) 5 f

9- Posicioacuten en la tabla perioacutedica del Fe (Z = 26) Indica los posibles valores de los nuacutemeros cuaacutenticos desu electroacuten diferenciador

10- Indica de forma razonada si las siguientes configuraciones electroacutenicas corresponden a un aacutetomo enestado fundamental en estado excitado o simplemente no sin vaacutelidasa) 1s12s12p33s1b) 1s22s22p4c) 1s22s32p63s2d) 1s22s22p63s23p64s1e) 1s22s22p63s23p14s2

11- Dadas las siguientes configuraciones electroacutenicas externas ns2np3 ns2np5 ns2np6a) Identifica el grupo del sistema perioacutedico al que corresponda cada una de ellas asiacute como su nuacutemero

de oxidacioacuten maacutes importanteb) Para n= 3 escribe la configuracioacuten electroacutenica completa del elemento resultante en cada uno de

los tres casos y noacutembraloc) Indica razonadamente el orden esperado para sus radios atoacutemicosd) Indica razonadamente el orden esperado de sus electronegatividades

Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 7-1

1- 4482times 10minus19 J y 364times 10minus19 J

2- No

3- E4 = minus136times 10minus19 J

4- n= 5

5- λ= 1215times 10minus7 m ν= 2468times 1015 Hz

6- E = 19395times 10minus18 J ν= 2925times 1015 sminus1

7- Del principio de exclusioacuten de Pauli se puede deducir que en un orbital caben como maacuteximo doselectrones Asiacute en cada uno de los orbitales vaacutelidos caben dos electrones En la tabla el nuacutemero deorbitales se refiere a los que hay en el subnivel y el de electrones al nuacutemero de electrones que cabenen el subnivel

Nuacutemeros cuaacutenticos Nivel Subnivel Nuacutemero de orbitales Electrones Orbital(n lmlms) n (n l) 2l+ 1 2(2l+ 1) (n lml)(32112)

pn= 3 3d (32) 2 middot 2+ 1= 5 2 middot 5= 10 (321)

(2 2 0-12) times Nuacutemero cuaacutentico secundario l debe ser menor que el principal n(41112)

pn= 4 4p (41) 2 middot 1+ 1= 3 2 middot 3= 6 (411)

(52-2 1 ) times Nuacutemero cuaacutentico de spin ms debe ser un nuacutemero semientero(30 1 12) times Nuacutemero cuaacutentico magneacutetico en este caso soacutelo puede valer 0

8- Las soluciones de cada apartado estaacuten repartidas en columnas3s= (30) 4p= (41) 3d= (32) 5f= (53)

2 posibilidades 6 posibilidades 10 posibilidades 14 posibilidades(30 0minus12) (41minus1minus12) (3 2minus2minus12) (53minus3minus12)(30 0+12) (41minus1+12) (3 2minus2+12) (53minus3+12)

(41 0minus12) (3 2minus1minus12) (53minus2minus12)(41 0+12) (3 2minus1+12) (53minus2+12)(41+1minus12) (3 2 0minus12) (53minus1minus12)(41+1+12) (3 2 0+12) (53minus1+12)

(3 2+1minus12) (53 0minus12)(3 2+1+12) (53 0+12)(3 2+2minus12) (53+1minus12)(3 2+2+12) (53+1+12)

(53+2minus12)(53+2+12)(53+3minus12)(53+3+12)

9- Grupo 8 ndashTriacuteadasndash (columna 8) Periodo 4 Posibles nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador(32minus2minus12) (32minus2+12) (32minus1minus12) (32minus1+12) (32 0minus12) (32 0+12) (32+1minus12) (32+1+12)

(32+2minus12) y (3 2+2+12)

10- Configuracioacuten Estado Comentarioa) 1s12s12p33s1 Excitado Hay electrones con maacutes energiacutea que podriacutean ocupar orbitales de menor energiacutea en 1s y 2sb) 1s22s22p4 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblec) 1s22s32p63s2 Imposible En el uacutenico orbital del subnivel 2s caben como maacuteximo 2eminus ndashprincipio de exclusioacutenndashd) 1s22s22p63s23p64s2 Fundamental Todos los electrones tienen la miacutenima energiacutea posiblee) 1s22s22p63s23p14s2 Excitado Dos electrrones del subnivel 3p han saltado al 4s (tienen maacutes energiacutea)

11-a)

Capa de valencia Grupo Estado de oxidacioacutenns2np3 15 minus3ns2np5 17 minus1ns2np6 17 0

b)Capa de valencia Configuracioacuten electroacutenica Elemento3s23p3 1s22s22p63s23p3 Foacutesforo (P)3s23p5 1s22s22p63s23p5 Cloro (Cl)3s23p6 1s22s22p63s23p6 Argoacuten (Ar)

c) Orden radio atoacutemico P gt Cl gt Ard) Orden electronegatividad P lt Cl lt Ar

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace II

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-2

1- Para las siguientes especies quiacutemicas S (Z = 16) Mg (Z = 12) Ca (Z = 20)a) Representa la configuracioacuten electroacutenica el nuacutemero de electrones de valencia y el nuacutemero de

electrones desapareados de cada una de ellasb) Compara de forma razonada la primera energiacutea de ionizacioacuten de Mg y Sc) Compara razonadamente la primera afinidad electroacutenica de Mg y Sd) Compara de forma razonada el radio atoacutemico de Mg y Ca

2- Considera los elementos quiacutemicos F Na y O cuyos nuacutemeros atoacutemicos son 9 11 y 8 respectivamentea) Indica el grupo y periodo en el que se encuentra en la tabla perioacutedica cada uno de ellos Representa

la configuracioacuten electroacutenica de las especies Fndash Na+ y O2 ndash b) Compara de forma razonada el tamantildeo de Fndash y Na+c) Compara razonadamente las energiacuteas de ionizacioacuten de F Na y Od) Compara razonadamente las afinidades electroacutenicas de F Na y O

3- a) Indica los nuacutemeros cuaacutenticos del electroacuten diferenciador del elemento del tercer periodo con mayorradio atoacutemico

b) Justifica queacute elemento del grupo 17 presenta mayor valor de energiacutea de ionizacioacuten

4- Justifica la verdad o falsedad de los siguientes enunciadosa) Los iones Fndash y O2 ndash son isolectroacutenicosb) El ioacuten S2 ndash tiene menor radio que el aacutetomo de azufrec) Los aacutetomos de 13C y 12C tienen el mismo nuacutemero de neutronesd) Un aacutetomo cuya configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s23p64s23d7 pertenece al tercer periodo

de la tabla perioacutedica

5- Un aacutetomo X tiene la siguiente configuracioacuten electroacutenica 1s22s22p63s23p65s1 Justifica la verdad ofalsedad de las siguientes afirmacionesa) X se encuentra en su estado fundamentalb) X pertenece al grupo de los metales alcalinosc) Si el electroacuten pasara desde el orbital 5s al 6s se emitiriacutea energiacutea luminosa que dariacutea lugar a una

liacutenea del espectro de emisioacutend) El nuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable del elemento X es -1

6- Dibuja un esquema del ciclo de Born-Haber para MgO

7- Calcula la energiacutea reticular del CaCl2 sabiendo que su entalpiacutea estaacutendar de formacioacuten esminus796 kJ molminus1la afinidad electroacutenica del cloro esminus349 kJ molminus1 la energiacutea de sublimacioacuten del calcio es 178 kJ molminus1la energiacutea de disociacioacuten del cloro es 244 kJ molminus1 y que la primera y segunda energiacutea de disociacioacutendel calcio son 590 y 1146 kJ molminus1 respectivamente

8- Dados los compuestos MgCl2 y MgO justifica cuaacutel de los siguientes valores de energiacutea reticular lecorresponde a cada uno de ellos minus3890 y minus2527 kJ molminus1 respectivamente

9- Para las sales RbCl NaCl CsCl y KCl indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor energiacutea de red y cuaacuteltendraacute mayor punto de fusioacuten

10- Ordena razonadamente los siguientes soacutelidos en orden decreciente de su punto de fusioacuten CaF2 CaBr2

y LiF iquestCuaacutel de las tres especies es menos soluble en agua Justifica la respuesta

11- Dados los elementos A (Z = 20) y B (Z = 35) razona queacute tipo de enlace se podraacute formar entre A y By cuaacutel seraacute la foacutermula del compuesto resultante

Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Soluciones de la hoja 7-2

1- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Electrones de valencia Electrones desapareadosS 1s22s22p63s23p4 6 2

Mg 1s22s22p63s2 2 0Ca 1s22s22p63s23p64s2 2 0

b) EI(Mg)lt EI(S)c) AE(Mg)lt AE(S)d) r(Mg)lt r(Ca)

2- a) Aacutetomo Configuracioacuten electroacutenica Grupo PeriodoF 1s22s22p5 17 2

Na 1s22s22p63s1 1 3O 1s22s22p4 16 2

b) r(Na+)lt r(Fminus)c) EI(Na)lt EI(O)lt EI(F)d) EA(Na)lt EI(O)lt EI(F)

3- a) El elemento del tercer periodo con mayor radio es el sodio Na Su configuracioacuten electroacutenica es 1s22s22p63s1El electroacuten diferenciador puede tener los siguientes nuacutemeros cuaacutenticos (30 0minus12) o (30 0+12)

b) El elemento del grupo 17 con mayor energiacutea de ionizacioacuten es el fluacuteor F

4- a) Correcto [Fminus] = 1s22s22p6 [O2minus] = 1s22s22p6 Son isoelectroacutenicos porque tienen el mismo nuacutemero deelectrones en la corteza aunque tienen distinto nuacutemero de protones en el nuacutecleo

b) Incorrecto [S] = 1s22s22p63s23p4 [S2minus] = 1s22s22p63s23p6minus Ambos tienen el mismo nuacutemero de protonesndashmisma carga nuclearndash pero el anioacuten sulfuro tiene maacutes electrones en la corteza Como la uacutenica diferenciaestaacute en la corteza cuantos maacutes electrones tenga mayor seraacute la repulsioacuten entre estos y el aacutetomo seraacute mayor(un anioacuten siempre tiene mayor radio que el aacutetomo neutro)

c) Incorrecto Tienen diferente nuacutemero de neutrones porque tienen el mismo nuacutemero atoacutemico ndashel del carbonondashy distinto nuacutemero maacutesico 12 en un caso y 13 en el otro

d) Incorrecto Su nivel de valencia es el 4 lo que implica que pertenece al cuarto periodo del sistema perioacutedico

5- a) Incorrecto El electroacuten que estaacute en el orbital 5s podriacutea tener menor energiacutea si cayera al 4s Esto es debidoa que la suma n + l en este segundo caso es menor que en el primero La configuracioacuten en el estadofundamental seriacutea 1s22s22p63s23p64s1

b) Correcto La configuracioacuten en el estado fundamental indica que es un elemento del periodo 4 y del grupo 1(metales alcalinos) 1s22s22p63s23p64s1

c) Incorrecto El electroacuten en 5s tiene menos energiacutea que en el 6s por lo que debe absorber energiacutea y dariacutea unaliacutenea en el espectro de absorcioacuten

d) Incorrecto El elemento tiende a perder un electroacuten y quedarse con una uacuteltima capa completa por lo que sunuacutemero de oxidacioacuten maacutes probable es +1

6-Mg (s) + 1

2 O2 (g) MgO (s)

∆Hf

O (g) Ondash(g) O2 ndash

(g)AE1 AE2

+

Mg (g) Mg+(g) Mg2+(g)

EI1 EI2

S

12 D Ured

S Energiacutea de sublimacioacuten del magnesioEI1 Primera energiacutea de ionizacioacuten del magnesioEI2 Segunda energiacutea de ionizacioacuten del magnesioD Energiacutea de disociacioacuten de oxiacutegenoAE1 Primera afinidad electroacutenica del oxiacutegenoAE2 Segunda afinidad electroacutenica del oxiacutegeno∆Hf Entalpiacutea estaacutendar de foramcioacuten del oacutexido de magnesio

7- Uret = minus2256kJmol

8- MgO minus3890 kJmol MgCl2 minus2527 kJmol

9- El NaCl es el que tiene mayor energiacutea reticular y punto de fusioacuten

10- LiF lt CaBr2 lt CaF2

11- Enlace ioacutenico AB2

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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Ejercicios de Quiacutemica 2 Bachillerato

Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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Unidad 7- El aacutetomo y el enlace III

Curso acadeacutemico 2015-16 Dpto de Fiacutesica y Quiacutemica

Hoja 7-3

1- Para las moleacuteculas o iones OCl2 CS2 y SO42 ndash

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

2- Para las moleacuteculas o iones BeCl2 NH3 y CH4a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

3- Para las moleacuteculas o iones CCl4 SiF4 y C2H2a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

4- Para las moleacuteculas o iones H2O BF3 y PCl3a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

5- Para las moleacuteculas o iones PH3 CH3Cl y NO2+

a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

6- Para las moleacuteculas o iones NO3ndash NO2

ndash a) Representa la estructura de Lewisb) Justifica su geometriacutea seguacuten la teoriacutea de repulsiones de pares de electrones en la capa de valenciac) Justifica su polaridad

7- Para las moleacuteculas de H2O y PH3 indica razonadamente cuaacutel tendraacute mayor aacutengulo H ndash X ndash H Justificaasimismo queacute sustancia tendraacute mayor punto de ebullicioacuten

8- iquestPor queacute el aacutengulo de enlace O ndash S ndash O en el SO2 vale aproximadamente 119deg mientras que el aacutengulode enlace H ndash O ndash H en el H2O es menor de 1095deg si ambas sustancias presentan geometriacutea angular

9- De las siguientes sustancias H2O HF CH4 BH3 y NH3 indica razonadamente cuaacuteles podraacuten presentarenlace por puente de hidroacutegeno

10- De los siguientes pares de sustancias justifica la que presenta el punto de ebullicioacuten maacutes elevadoa) O2 y SiO2

b) HF y HClc) CH4 y C5H12

d) CH4 y CH3OHe) CH3 ndash CH2OH y CH3 ndash O ndash CH3

11- Justifica los tipos de enlaces yo las fuerzas intermoleculares que estaacuten presentes cuando las siguientessustancias se encuentran en estado soacutelido I2 Cdiamante Al NaCl

12- Indica razonadamente cuaacutel de las siguientes sustancias tiene las fuerzas intermoleculares de atraccioacutende mayor intensidad H2O H2S H2Se H2Te

13- Indica justificadamente el orden de mayor a menor temperatura de ebullicioacuten de los siguientescompuestos CH3 ndash CH2OH H2O CH4 C4H8

14- Justifica las siguientes afirmacionesa) A 25 C y 1 atm el agua es un liacutequido y el sulfuro de hidroacutegeno un gasb) A 0 C y 1 atm fluacuteor y cloro son gases bromo es liacutequido y yodo soacutelidoc) iquestPor queacute a temperatura ambiente CCl4 es liacutequido y en cambio CI4 es soacutelido

Soluciones de la hoja 7-3

1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

Soluciones de la hoja 7-4

1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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1- OCl2 a)Cl

O

Cl

b) Geometriacutea angular c) Moleacutecula polar

2- BeCl2 a)Cl

OCl

b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula apolar

NH3 a) HHN

H b) Geometriacutea piramidal c) Moleacutecula polar

CH4 a) HHCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula apolar

3-

4-

5- PH3 a) HHPH b) Geometriacutea lineal c) Moleacutecula praacutecticamente apolar

CH3Cl a) HClCH

H b) Geometriacutea tetraeacutedrica c) Moleacutecula polar

NO2+ a) O=

oplusN=O b) Geometriacutea lineal c)ndash

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Hoja 7-4

1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

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1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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1- Dadas las siguientes sustancias Li SiO2 CsBr y HF indique razonadamente cuaacutel de ellasa) Estaacute formada por moleacuteculas unidas por enlaces de hidroacutegenob) Es buena conductora eleacutectrica y teacutermicac) Es aislante pero conduce la electricidad al disolverla en agua o fundirlad) Presenta mayor punto de fusioacuten

2- Suponiendo que las siguientes sustancias Cgrafito Na KCl y CH4 se encuentran a temperaturaambiente escoge razonando tu eleccioacuten la maacutes representativa dea) Una sustancia de alta conductividad eleacutectrica que funde alrededor de los 100 Cb) Una sustancia covalente de punto de fusioacuten muy altoc) Una sustancia gaseosa cuyas moleacuteculas estaacuten unidas por fuerzas de Van der Waalsd) Una sustancia muy soluble en agua

3- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Los metales a temperatura ambiente son soacutelidos conductores de la electricidad y generalmente

son solubles en aguab) El CsCl es un soacutelido cristalino no conductor de la electricidadc) Los soacutelidos covalentes conducen la electricidad una vez disueltos en aguad) Los gases nobles se suelen presentar como moleacuteculas gaseosas

4- Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsasa) Un cristal de NaCl se rompe al ser golpeado y un trozo de metal nob) Los gases nobles se encuentran a temperatura ambiente como moleacuteculas diatoacutemicasc) Si una moleacutecula es apolar no puede contener enlaces polaresd) En una red de un soacutelido metaacutelico puede haber tantos cationes como aniones

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1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace
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1-

  • Introduccioacuten a la quiacutemica
  • Termoquiacutemica
  • Cineacutetica Quiacutemica
  • Equilibrio quiacutemico
  • Aacutecido-Base
  • Oxidacioacuten-Reduccioacuten
  • El aacutetomo y el enlace