Ejercicios Propuestos

Ejercicios Propuestos
Primera Edición
Editorial Pinillos
1
Química Innovadora
Primera Edición
2015
Director General y Fundador
Josué David Sánchez Pinillos
Diseño y Diagramación
Licda. Lourdes Montoya
Contenido bajo Licencia CC BY-ND 4.0
Resumen de licencia: Siéntase libre de distribuir el contenido en cualquier medio o formato, para cualquier propósito.
Bajo las siguientes condiciones: 1. Atribución* y 2. Sin derivados.
*Bibliografía para atribución: Pinetta, R., Mencos, A., Gramajo, R. (2015). Química Innovadora: Ejercicios
Propuestos. Guatemala: Editorial Pinillos.
EJERCICIOS
Editorial Pinillos
3
Ejercicios Propuestos (Unidad 1)
1.1
Tomando como base el experimento de Redí, conteste lo siguiente:
- Identifique los pasos del método científico, explicando cada uno.
- Escriba cada una de las variables experimentales
- Responda: ¿Se llegó a una teoría?, o ¿Se quedó en hipótesis?
- Si se llegó a una teoría ¿Cómo se llama esta?
4
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Ejercicios Propuestos (Unidad 2)
2.1
Indique si se trata de una mezcla homogénea o de una mezcla heterogénea:
1. La preparación de cemento con agua.
2. Cloro en agua.
3. Agua y sal.
4. El aire de la atmósfera.
5. Agua y arena.
6. Aceite y agua.
7. Parafina y agua.
8. Canicas y arena.
9. Papel y aserrín.
10. Una limonada.
2.2 Unir con una línea el concepto con su definición (como el ejemplo 0):
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5
2.3 Marque con una “X” si se trata de una propiedad intensiva o extensiva, física o
química (vea el ejemplo 0)
2.4 Encuentre las 12 palabras escondidas en la siguiente sopa de letras:
6
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2.5 Dibuje en el siguiente espacio el esquema de los 3 estados físicos de la materia
mejor conocidos:
2.6 De 5 ejemplos de:
Cambios físicos:
Cambios químicos:
1. _________________________
1. _________________________
2. _________________________
2. _________________________
3. _________________________
3. _________________________
4. _________________________
4. _________________________
5. _________________________
5. _________________________
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7
Ejercicios Propuestos (Unidad 3)
3.1 A continuación escriba el nombre del elemento que corresponda al símbolo que
se le presenta:
3.2
Escriba el nombre y símbolo de los nuevos elementos según la nomenclatura
sistemática aprobada por la IUPAC:
8
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3.2 A continuación se presentan 5 isótopos, investigue cuál es la aplicación de dichos
isótopos (usos más comunes).
1. I-131:
________________________________________________________
2. Tc-99:
________________________________________________________
3. Co-60:
________________________________________________________
4. Na-24:
________________________________________________________
5. Au-198:
________________________________________________________
3.3. Con los datos de la Tabla Periódica de los Isótopos, calcule el peso atómico del
oxígeno, uranio y berilio.
3.4
Indique cuál(es) de los siguientes conjuntos de números cuánticos están
permitidos o cuál(es) no están permitidos, y si no están permitidos explicar el por qué.
1. n=1
l
=1 ml=0 ms=+1/2
_________________________________
2. n=3
l
=1 ml=-2 ms=-1/2
_________________________________
3. n=2
l
=0 ml=0 ms=1 _________________________________
l
=1 ml=0 ms=+1/2
4. n=2
_________________________________
3.5 Indique un conjunto de números cuánticos para un electrón:
en un orbital 2s
n
l
ml
ms
en un orbital 4f
n
l
ml
ms
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en un orbital 3s
n
l
ml
ms
en un orbital 2p
n
l
ml
ms
3.6 Escriba el símbolo, el número de electrones y la configuración condensada de los
siguientes elementos (vea los ejemplos 0):
3.7 Dibuje el diagrama de orbitales de los siguientes elementos:
1. Nitrógeno; 2. Sodio; 3. Hidrógeno; 4. Calcio; 5. Molibdeno
10
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Ejercicios Propuestos (Unidad 4)
4.1 A continuación observara una serie de definiciones encuentra el concepto de cada
una de ellas y búscalo en la sopa de letras.
1. nombre de la familia de los elementos del grupo 1.
2. tipo de clasificación en donde se toma en cuenta el orbital final de la configuración
electrónica de los elementos (s, p, d y f)
3. otro nombre que se les da a los elementos de la familia del oxígeno o anfígenos
4. Apellido del científico que clasificó a los elementos en el tornillo telúrico
5. Apellido del científico que inicio la clasificación de los elementos por medio de
triadas.
6. tipo de clasificación en donde se les da un nombre a cada columna de elementos
ejemplo: gases nobles.
7. nombre que se les da a las columnas de la tabla periódica (son 18 en la tabla
actual)
8. nombre del grupo en donde se encuentra el fluor y se ubican en el grupo 17.
9. Apellido del científico al que se le atribuye la base de la tabla periódica actual.
10.grupo de elementos que tienen como propiedades físicas ser brillantes, duros,
maleables y dúctiles.
11.grupo de elementos que pueden tener propiedades de metales y de no metales.
12.Apellido del científico que ordenó a los elementos por su número atómico y modificó
la Ley Periódica de Mendeleiev
13.Apellido del científico que se baso en las notas musicales para clasificar a los
elementos a lo que llamó Ley de las Octavas
14.Nombre que se les da a las filas horizontales de la tabla periódica actual
15.Otro nombre para los elementos del grupo 13.
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4.2 Complete la siguiente tabla:
Ejercicios Propuestos (Unidad 5)
5.1 Determina la geometría de las siguientes especies de acuerdo con el modelo de
repulsiones de pares electrónicos de la capa de valencia:
•
PCl3, XeOF4, XeO3, SF4, ClF3, OSF4, POCl3.
Ejercicios Propuestos (Unidad 6)
6.1 La nomenclatura química es
a)
b)
c)
d)
el estudio de las valencias en los átomos
el nombramiento de compuestos
el estudio de los elementos
el lenguaje de la química.
6.2 ¿Qué es la valencia?
a)
b)
c)
d)
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capacidad de los átomos de combinarse
capacidad de los electrones de intercambiarse
numero de protones ganado en la interacción de átomos
capacidad de los átomos de repelerse
6.3 ¿Cuál de las siguientes no es un sistema de nomenclatura química?
A)
Clásica o funcional
B)Binaria
C)
Estequiometria (IUPAC)
D)Stock
6.4 Nombre del TiCl4 en el sistema IUPAC
a)
b)
c)
d)
Cloruro de titanio (IV)
Tetracloruro de titanio
Titanioro de tetracloro
Hexacloruro de bititanio
6.5 Derive el nombre de las siguientes fórmulas en cada uno de los tres sistemas de
nomenclatura.
a.ZnH2
b.NaH
c.GaH3
d.PbH4
e.HgH
6.6 Escriba la fórmula que corresponda a los nombres de los siguientes
a.
b.
c.
d.
e.
compuestos.
Hidruro de litio
Trihidruro de hierro
Hidruro de cobre (II)
Hidruro férrico
Hidruro plumboso
6.7 A partir de las fórmulas siguientes, derive el nombre de los compuestos en los tres
sistemas de nomenclatura.
a)
SO2
b)N2O4
c)N2O
d)Cl2O7
6.8 Escriba la fórmula de los nombres que se dan a continuación.
a)
b)
c)
d)
e)
Monóxido de dicloro
Óxido cúprico
Óxido ferroso
Óxido de estaño
Óxido de magnesio
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13
6.9
Derive el nombre de las siguientes fórmulas en cada uno de los sistemas de
nomenclatura.
1. CCl4
2. Nb4C5
6. N2O5 7. NbH5 3. BaO2
4. SnCl4
5. P3N5
6.10
Derive el nombre de las siguientes fórmulas en cada uno de los sistemas de
nomenclatura.
a)
b)
c)
d)
e)
6.11
Trihidróxido de aluminio
Ácido hipocloroso
Ácido sulfuroso
Hidróxido de hierro (II)
Ácido fosfórico
Derive el nombre de las siguientes formulas:
a)
CaCO3
b)H2SO4
c)
Al(OH)3
d)
HNO3
e)
HClO4
f)
KMnO4
g)
NaClO
h)Na2CO3
Ejercicios Propuestos (Unidad 7)
7.1 Para la reacción: C4 H10 + O2
CO2 + H2O , los coeficientes estequiometricos,
respectivos en los enteros más sencillos son:
7.2
1, 13/2 ,4 , 5,
1 ,13 , 4 ,5
2, 13 , 4 ,5
2, 13, 8, 10
Ninguna de las anteriores
Según el tipo de reacción HCl + NH3
Combinación
Desplazamiento
Descomposición
Neutralización
Oxido-Reducción
14
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NH4 Cl, esta es una:
7.3
Indique cual es el número de oxidación del Cl en el clorito de sodio
-1
1
3
5
7
7.4 En el compuesto Mg(NO3)2 el número de oxidación del nitrógeno es:
+1
+3
+5
-1
-3
7.5
7.6
7.7
En una ecuación de oxido-reducción la cantidad de electrones perdidos debe ser:
El doble de los ganados
Menor que los ganados
Independiente del numero de electrones ganados
Igual a los ganados
Mayor que los ganados
El agente reductor:
Disminuye su estado de oxidación
Aumenta su estado de oxidación
Gana electrones
Es el que se reduce
Su número de oxidación no cambia
Balancee las siguientes ecuaciones por el método algebraico
MnO2 + CO
Mn2O3 + CO2
HCN + O2
N2 + CO2 + H2O
B5 H9 + O2
B2 O3 + H2O
C3H7OH + O2
CO2 + H2O
Na2CO3 + C + N2
NaCN + CO
C2H2Cl4 + Ca(OH)2
C2HCl3 + CaCl2 + H2O
7.8
Balancee las siguientes ecuaciones por el método ion electrón
KMnO4 + HCl
KCl + MnCl2+ Cl2 + H2O
CdS + I2 + HCl
CdCl2 + HI + S
KMnO4 + KCl + H2SO4
MnSO4 + K2SO4 + Cl2 + H2O
K2Cr2O7 + HCl
KCl + CrCl3+ Cl2n+H2O
NaCl + Co(OH)3
CoCl3 + Na2 O2 + NaOH + H2O
Al+ NaNO 3 + NaOH + H 2 O
NaAlO2 + NH3
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Ejercicios Propuestos (Unidad 8)
8.1 Dada la siguiente reacción química: 2 SO2 + O2
2 SO3.
¿Cuántos moles de oxígenos se necesitarán para que reaccionen 22,5 g de SO2?
a) 0.31 moles
c) 4.25 moles
b) 2 moles
d) 0.18 moles
e) 0. 36 moles
8.2
¿Cuál de las siguientes cantidades de sustancias contiene mayor número de
moléculas?
10 g de Cl2
10 g de O3
10 g de H20
10 g de CO2
10 g de CO
8.3
Un compuesto contiene 56.29% de fosforo y 43.71% de azufre. La masa molar
con respecto a su formula empírica del compuesto es
158.1
251.0
93.94
220.1
188.1
8.4
Se tienen 60 gramos de carbono y se combinan con 10 gramos de hidrogeno
para formar un hidrocarburo. La formula molecular del compuesto es:
C5 H8
C6 H12
C6 H10
C5 H10
C5 H14
8.5
Si 2.07x1022 átomos de un determinado elemento pesan 2.48 gramos, su peso
molecular en g / mol del compuesto.
144
22.4
72.1
36
5.13
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Ejercicios Propuestos (Unidad 9)
9.1 Se tiene 8.00 L de N2 gaseoso a -30 ºC, ¿Cuál será el volumen que ocupará el N2a
a) 12.0 ºC y b) 250 K? (suponer que la presión es constante).
9.2 Un gas ocupa un volumen de 310 mL a 37 ºC y 540 mm de Hg de presión. ¿Cuál
será el volumen que el gas ocupará en condiciones normales?
9.3 Un globo inflable contiene 1600. L de helio a 0.860 atm de presión y 28 ºC. A una
altitud de 25 millas (temperatura de 3.0 ºC y presión de 5.0 torr) ¿Cuál será el volumen
del gas?
9.4 Una mezcla contiene H2 a 800 torr de presión, N2 a 300 torr de presión y O2 a 400
torr de presión. ¿Cuál es la presión total de los gases del sistema?
9.5 Una muestra de 600 mL de un gas está a la presión de 340 mm de Hg. ¿Cuál será
la presión a temperatura constante, si el volumen cambio a 375 mL?
9.6 Se tienen 8.00 L de N2
gaseoso a – 40 ºC ¿Qué volumen ocupará el N2a
a) 0.0 ºC y b) 345 K? (considere la presión constante).
9.7 Una mezcla de gases contiene H2 a 230 torr de presión, N2 a 630 torr de presión
y O2 a 825 torr de presión. ¿Cuál es la presión total de los gases?
9.8 Se colectó una muestra de gas metano sobre agua a 35 ºC y 830 torr. El volumen
del gas húmedo es 4.5 L, ¿Cuál será el volumen del metano seco a presión normal?
9.9 A 30 ºC y 550 torr, ¿Cuál será el volumen de 3.3 moles de Ne?
9.10 ¿Qué volumen ocupará en condiciones normales una mezcla de 8.00 moles de
H2 y 0.600 moles de CO2?
9.11 Dada la ecuación:
NH3 + O2
NO + H2O
a) ¿Cuántas moles de NH3 se requieren para producir 6.7 moles de NO?
b) ¿Cuántos litros de NO se pueden obtener a partir de 10 L de O2 y 8.0 L de NH3 en
condiciones normales?
9.12 Suponga que la reacción:
CO + O2 CO2
Se efectúa hasta completarse. Cuando 8.0 moles de CO y 10.0 moles de O2 reaccionan
en un recipiente de 10.0 L.
a) ¿Cuántas moles de CO, O2 y CO2 hay al final de la reacción?
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17
Ejercicios Propuestos (Unidad 10)
10.1 Calcule el porcentaje en peso de las siguientes disoluciones:
a)
b)
45.0 g de bromuro de sodio + 100 g de agua
2.20 g de sulfato de potasio + 100 g de agua
10.2 ¿Cuántos gramos de una solución de nitrato de plata a 12.5 % en peso contienen
30.0 g de nitrato de plata?
10.3 Calcule el porcentaje en peso de las soluciones siguientes:
a) 70.0 g de cloruro nióbico + 200 g de agua
b) 0.30 mol de ácido acético + 4.0 mol de agua
c) 150 g de hidróxido de cromo (VI) en 1.5 kg de agua
10.4 ¿Cuánto soluto hay en 75 g de solución de cloruro de calcio a 5.0 %
10.5 Calcule el % v/v de una solución que tiene un volumen de 1400 mL y 980 mL de
agua (solvente).
10.6 ¿Qué masa de AgOH se necesitara para preparar 3 litros de una solución 0.4 M
en este soluto?
10.7 ¿Qué densidad tendrá una solución de 1500 centímetros cúbicos y 1.9 kg?
10.8 ¿Cuál será el volumen de una solución que tiene 20 gramos de soluto y una
concentración de 6% p/v?
10.9 Calcule la Normalidad de: a) HNO2 (2M), b) KOH (0.4M), c) H2SO3 (3M).
10.10 ¿Qué volumen de solución ocuparan 3 equivalentes de soluto de una solución
4N?
10.11 ¿Cómo prepararía 2 litros de una solución 0.4 M a partir de otra que es 4 M?
10.12 Si se mezclan 50.0 mL de vinagre con 80 mL de agua. ¿Calcule la concentración
expresada en % v/v?
10.13 Se tienen 2.5 litros de una solución de metanol 25 % v/v. ¿Calcule la cantidad
de metanol y agua que contiene?
10.14 ¿Cuántos g de soluto tendrán 1200 mL de solución cuya concentración es de
6 % p/v?
18
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10.15
Calcule el volumen del reactivo concentrado requerido para preparar las
soluciones diluidas indicadas.
a) Amoniaco 15 M para preparar 50 mL de amoniaco 6.0 M
b) Ácido sulfúrico 18 M para preparar 250 mL de ácido sulfúrico 10.0 M
10.16 Dada la ecuación:
BaCl2 + K2CrO4
BaCrO4 + KCl
Calcule:
a) Los gramos de cromato de bario que se pueden obtener a partir de 100.0 mL de
cloruro de bario 0.300 M
b) El volumen de solución 1.0 M de cloruro de bario necesario para reaccionar con 50.0
mL de solución de cromato de potasio 0.300 M
10.17 Dada la ecuación:
FeCl3 + K2Cr2O7 + HCl
FeCl3 + CrCl3 + KCl + H2O
Calcule:
a) ¿cuántos mL de dicromato de potasio 0.0600 M reaccionarán con 0.025 mol de
cloruro férrico?
b) ¿Cuántos mL de ácido clorhídrico 6.0 M reaccionarán con 15.0 mL de cloruro férrico
6.0 M?
10.18 A 20 ºC, una solución acuosa de ácido nítrico contiene 35 % en masa de ácido
nítrico y su densidad es de 1.21 g/mL.
10.19 Una disolución de ácido fosfórico contiene 40.5 g de ácido fosfórico en 2500 mL
de disolución. Calcule la normalidad y molaridad de la disolución cuando se consumen
todos los hidrógenos.
10.20 Halle el número de equivalentes por cada mol para
compuestos:
cada uno de los siguientes
a) Hidróxido férrico, b) ácido bórico, c) ácido sulfhídrico, d) ácido crómico y e) Hidróxido
de cromo (VI), considere que se consumen todos los hidrógenos e hidróxidos
disponibles.
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19
Ejercicios Propuestos (Unidad 11)
11.1 En los siguientes compuestos orgánicos:
a. Dibuje el diagrama electrónico de la hibridación del heteroátomo (N y O) partiendo
del estado basal que orbitales se mezclan y cuantos orbitales hibridizados (con la
cantidad de electrones) y no hibridizados forman, en cada una de las anteriores
estructuras orgánicas.
b. En qué tipo de orbital se encuentran los electrones libres de los heteroátomos
(N y O) en cada una de las anteriores estructuras
c. Identifique cuáles serian los grupos funcionales presentes en las anteriores
estructuras.
d. ¿Cuál es el enlace sigma más corto en cada una de las anteriores moléculas?
Explique su respuesta.
20
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11.2
La estructura de la Noretindrona que es un anticonceptivo sintético y la
estructura se muestra a continuación:
a. ¿Qué hibridaciones tienen los siguientes átomos de carbono en la Noretindrona?
C1, C3, C4, C5, C8, C18, C19, y C20
b. Ordene en forma creciente a su longitud de enlace los siguientes enlaces sigma del
carbono de la Noretindrona. Explique su respuesta
C1-C2, C2-C3, C4- C5 y C19-C20
c. ¿Qué tipos de enlace están formando en los siguientes enlaces C3- C4, C12 -C19 y C5 C17 de que orbitales atómicos están formados dichos enlaces?
d. Identifique que hibridización poseen todos los átomos de oxígeno presentes en la
Noretindrona.
e. ¿Cuántos y cuáles serian los carbonos primarios, secundarios, terciarios y
cuaternarios presentes en la molécula de Noretindrona? (Esta clasificación
de carbonos solamente aplicable a carbonos que forman enlaces sencillos,
hibridación sp3)
g. ¿Cuál(s) sería (n) el (los) enlace(s) sigma más corto de la molécula de Noretindrona,
además señale que orbitales lo conformarían?
h. ¿Cuáles y cuántos grupos funcionales se encuentran presentes en la molécula de
la Noretindrona?
Editorial Pinillos
21
11.3
En la siguiente molécula orgánica, ¿Cuáles pares de electrones libres del
oxígeno estarían un orbital más redondo? ¿Cuáles serían los grupos funcionales
presentes?
11.4
Identifique los grupos funcionales presentes en los siguientes compuestos
orgánicos:
11.5
22
Editorial Pinillos
Convierta las siguientes estructuras de Kekulé a fórmulas moleculares:
11.6
Coloque nombre IUPAC a los siguientes compuestos orgánicos:
a.
b. c.
Editorial Pinillos
23
d.e.
f.
11.7
Dibuje las estructuras de los siguientes compuestos orgánicos.
a. 13-(1,3-dimetilbutil)-7-etil-14-(3-etil-1,2-dimetilpentil)-10-isobutil-9,17-diisopropil-2metil-6-(2-metilciclobutil)-5-neopentil-18-propilpentaconsano
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b.
6-(1-metilbutil)-8-(2-metilbutil) tridecano
c.
6-(1-isopropilpentil)-5-propildodecano
d.
6-etil-8,9-bis(2,4-dimetilhexil)-3,4,5-trimetil-11-(1-metiletil)hexadecano.
e.
1-ciclobutil-2,5-dietil-8,10-dimetil-13-propilciclooctadecano