Estructura Atómica Mecanica Cuántica y Estructura Atómica. Relaciones Periódicas
INTRODUCCIÓN - Soy de Ciencias – Matemáticas, Física ... · enunciado completo y después la...
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INTRODUCCIÓNElaprendizajedelaQuímicaconstituyeunretoalqueseenfrentancadaañolos,cadavezmás
escasos,estudiantesde2°debachilleratoqueeligen lasopcionesde“Ciencias”,“Cienciasde la
Salud”e“IngenieríayArquitectura”.Estotambiénconstituyeunretoparalosprofesoresque,no
solodebensercapacesdebuscarlaformamáseficazparaexplicarestadisciplina,sinoademás,
inculcarelinterésquenacedelreconocimientodelpapelquejuegalaQuímicaenlavidayenel
desarrollodelassociedadeshumanas.
Enestecontexto, lasOlimpiadasdeQuímicasuponenunaherramientamuy importanteyaque
ofrecen un estímulo, al fomentar la competición entre estudiantes procedentes de diferentes
centrosycondistintosprofesoresyestilosoestrategiasdidácticas.
Estacoleccióndecuestionesyproblemassurgiódelinterésporpartedelosautoresderealizar
unarecopilacióndelaspruebaspropuestasendiferentespruebasdeOlimpiadasdeQuímica,con
elfindeutilizarloscomomaterialdeapoyoensusclasesdeQuímica.Unavezinmersosenesta
labor,yalavistadelvolumendecuestionesyproblemasreunidos,laComisióndeOlimpiadasde
QuímicadelaAsociacióndeQuímicosdelaComunidadValencianaconsideróquepodíaresultar
interesante supublicaciónparaponerloadisposiciónde todos losprofesoresyestudiantesde
Química a los que les pudiera resultar de utilidad. De esta manera, el presente trabajo se
propusocomounposiblematerialdeapoyopara laenseñanzade laQuímicaen loscursosde
bachillerato, así como en los primeros cursos de grados del área de Ciencia e Ingeniería.
Desgraciadamente,nohasidoposible ‐porcuestionesquenovienenalcaso‐ lapublicacióndel
material.Noobstante, lapuestaencomúnde lacoleccióndecuestionesyproblemasresueltos
puede servirdegermenparaeldesarrollodeunproyectomásamplio,enelqueeldiálogo,el
intercambio de ideas y la compartición dematerial entre profesores deQuímica con distinta
formación,origenymetodología,peroconobjetivoseinteresescomunes,contribuyaaimpulsar
elestudiodelaQuímica.
En elmaterial original se presentan las pruebas correspondientes a las últimas Olimpiadas
NacionalesdeQuímica(1996‐2012)asícomootraspruebascorrespondientesafaseslocalesde
diferentesComunidadesAutónomas.Enesteúltimo caso, sehan incluido sólo las cuestionesy
problemasquerespondieronalmismoformatoquelaspruebasdelaFaseNacional.Sepretende
ampliarelmaterialcon lascontribucionesquerealicen losprofesores interesadosen impulsar
este proyecto, en cuyo caso se harámención explícita de la persona que haya realizado la
aportación.
Lascuestionesquesonderespuestasmúltiplesylosproblemassehanclasificadopormaterias,
sepresentancompletamenteresueltosyentodosellossehaindicadolaprocedenciayelaño.Los
problemas,enlamayorpartedeloscasosconstandevariosapartados,queenmuchasocasiones
se podrían considerar como problemas independientes. Es por ello que en el caso de las
OlimpiadasNacionales sehaoptadoporpresentar la resoluciónde losmismosplanteando el
enunciadodecadaapartadoy,acontinuación,laresolucióndelmismo,enlugardepresentarel
enunciadocompletoydespuéslaresolucióndetodoelproblema.
Losproblemasycuestionesrecogidosenestetrabajohansidoenviadospor:
Juan A. Domínguez (Canarias), Juan Rubio (Murcia), Luis F. R. Vázquez y Cristina Pastoriza
(Galicia), JoséA.Cruz,NievesGonzález,Gonzalo Isabel (CastillayLeón),AnaTejero (Castilla‐
LaMancha),PedroMárquez(Extremadura),PilarGonzález(Cádiz),ÁngelF.Sáenzde laTorre
(La Rioja), José Luis Rodríguez (Asturias),Matilde Fernández (Baleares), Fernando Nogales
(Málaga).
Finalmente,losautoresagradecenaHumbertoBuenosuayudaenlarealizacióndealgunasde
lasfigurasincluidasenestetrabajo.
Losautores
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 1
1.CUESTIONESdeCONCEPTOdeMOLyLEYESPONDERALES
1.1. ¿Cuántos moles de iones se producen cuando se disuelve en agua un mol de?
a)5b)6c)7d)3e)4
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.N.Barcelona2001)
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisoluciónenaguadelK Ni CN ,es:
K Ni CN (aq)2K (aq)+ Ni CN (aq)
Seproducen3molesdeiones.
Larespuestacorrectaeslad.
(EnBarcelona2001lasustanciaeshexacianoferrato(III)desodio).
1.2.El carbono natural contiene 1,11% de . Calcule los gramos de que contienen100,0kgdemetano, .a)8,31·10 b)7,48·10 c)69,2d)1,11·10 e)0,831
(O.Q.N.Navacerrada1996)
Lamasade Ccontenidaen100kgdeCH es:
100kgCH10 gCH1kgCH
1molCH16gCH
1molC1molCH
12gC1molC
1,11g C100gC
=832,5g
Larespuestacorrectaeslaa.
1.3.Ellitionaturalcontienedosisótopos, y ,conmasasatómicas6,0151y7,0160ylosporcentajesdeabundancia son7,42y92,58; respectivamente.Lamasaatómicamediaparaellitioes:a)6,089b)7,0160c)6,01510d)6,941e)6,5156
(O.Q.N.Navacerrada1996)
Lamasaatómicamediadellitioes:
7,42atomos Li6,0151uatomo Li
+92,58atomos Li7,0160uatomo Li
100atomosLi=6,942
uátomo
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 2
1.4.¿Cuáldelassiguientescantidadesdesustanciacontienemayornúmerodemoléculas?a)5,0gdeCOb)5,0gde c)5,0gde d)5,0gde e)5,0gde
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2002)(O.Q.L.Sevilla2004)(O.Q.L.Extremadura2005)(O.Q.L.Asturias2009)(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Poseemásmoléculasaquellacantidaddesustanciaquetengamayornúmerodemoles,ycomo de todas las sustancias existe la misma masa, el mayor número de molescorrespondealasustanciaconmenormasamolar:
sustancia M/g·mol CO 28CO 44
18O 48Cl 71
Larespuestacorrectaeslac.
1.5.Uncompuestodefósforoyazufreutilizadoenlascabezasdecerillascontiene56,29%dePy43,71%deS.Lamasamolarcorrespondientealafórmulaempíricadeestecompuestoes:a)188,1b)220,1c)93,94d)251,0e)158,1
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Sevilla2004)
Para conocer lamasamolar del compuesto hay que calcular antes la fórmula empírica.Tomandounabasedecálculode100gdecompuestoX:
56,29gP1molP30,97gP
=1,818molP43,71gS1molS32,04gS
=1,364molS
Relacionandoambascantidadessepuedeobtenercuántossecombinanconunátomodelqueestáenmenorcantidad:
1,818molP1,364molS
=4molP3molS
LafórmulaempíricaesP S ysumasamolares220,0g· .
Larespuestacorrectaeslab.
1.6.EntrelasunidadesutilizadasenQuímica,sonmuyconocidas:a)Elmol‐gramo,queesungramodemoléculas.b)Elpesoatómico,queeslafuerzaconquelagravedadterrestreatraealosátomos.c) La unidad demasa atómica (u), que es la doceava parte de lamasa del isótopo 12 delcarbono.d) El número deAvogadro, que es la base de los logaritmos que se utilizan en los cálculosestequiométricos.
(O.Q.L.Murcia1996)
a)Falso.Elmol‐gramoeslacantidaddesustanciaquecontieneunnúmerodeAvogadrodemoléculas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 3
b)Falso.Elpesoatómicoeselpesodeunátomo.
c)Verdadero.Launidaddemasaatómicaesladoceavapartedelamasadelisótopo C.
d) Falso. ElnúmerodeAvogadro es el númerodepartículasque constituyenunmoldecualquiersustancia.
Larespuestacorrectaeslac.
1.7.Si60gdecarbonosecombinancon10gdehidrógenopara formarunhidrocarburo, lafórmulamoleculardeéstees:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia1996)
Elnúmerodemolesdeátomosdecadaelementoes:
60gC1molC12gC
=5,0molC10gH1molH1gH
=10,0molH
Relacionandoambascantidadessepuedeobtenercuántossecombinanconunátomodelqueestáenmenorcantidad:
10,0molH5,0molC
=2molHmolC
La fórmulaempíricaesCH yde las fórmulasmolecularespropuestas laúnicaquetieneunarelaciónmolar2/1es .
Larespuestacorrectaeslab.
1.8.Lamoléculadeoxígenoesmásvoluminosaqueladehidrógeno,porloque:a) En condiciones normales, unmol de oxígeno ocupa un volumenmayor que unmol dehidrógeno.b)Elpreciodeunmoldeoxígenoesmayorqueeldeunmoldehidrógeno.c)Encondicionesnormales,unmoldeoxígenoyunmoldehidrógenoocupanelmismovolumen.d)Elagua contienedosátomosdehidrógeno yunodeoxígeno,paraque losdos elementosocupenlamismafraccióndelvolumendelamolécula.
(O.Q.L.Murcia1996)
a)Falso.Elvolumenocupadoporlasmoléculasdelgasesdespreciablecomparadoconelvolumenocupadoporelgas.
b)Falso.Estapropuestaesabsurda,yaqueelpreciodeunasustancianotienenadaqueverconsuspropiedadesfísicasyquímicas.
c)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeAvogadro:
V=k·nsiendokelvolumenmolar
Sin embargo, los volúmenes molares no tienen nada que ver con los volúmenesmoleculares.
d)Falso.Estapropuestatambiéncarecedesentido.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 4
1.9.Señalelaproposicióncorrecta:a)En22,4Ldeoxígeno gaseoso,a0°C y1atm,hayL (númerodeAvogadro)átomosdeoxígeno.b)Enunareacción,elnúmerototaldeátomosde losreactivoses igualalnúmerototaldeátomosdelosproductos.c)Enunareacciónentregases,elvolumentotaldelosreactivosesigualalvolumentotaldelosproductos(medidosalamismapresiónytemperatura).d)Enuna reacción, elnúmero totaldemolesde los reactivos es igualalnúmero totaldemolesdelosproductos.e)Elvolumende16gdeoxígeno es igualalde16gdehidrógeno (a lamismapresiónytemperatura).
(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Asturias1998)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Baleares2011)
a)Falso.Unvolumende22,4L,a0°Cy1atm,constituyen1moldesustanciaydeacuerdoconlaleydeAvogadroestáintegradoporLmoléculas.
b)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeconservacióndelamasadeLavoisier,elnúmerodeátomosdelasespeciesinicialeseselmismoqueelnúmerodeátomosdelasespeciesfinales.
c‐d)Falso.Deacuerdocon la leyde conservaciónde lamasadeLavoisier, elnúmerodemolesdelasespeciesinicialesnotieneporquéserelmismoqueelnúmerodemolesdelasespeciesfinales.Además,DeacuerdoconlaleydeconservacióndelamasadeLavoisier,elnúmerodeátomosde lasespecies inicialeseselmismoqueelnúmerodeátomosde lasespeciesfinales.
e)Falso.SuponiendoqueenciertascondicionesdedepyTelvolumenmolaresVL:
16gO1molO32gO
VLO1molO
=0,5VLO
16gH1molH2gH
VLH1molH
=8VLH
Larespuestacorrectaeslab.
1.10.Si2,07·10 átomosdeundeterminadoelementopesan2,48g;sumasamoleculareng· es:a)5,13b)36,0c)72,1d)22,4e)144
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Asturias2008)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
LamasamolardelelementoXes:
2,48gX2,07·10 atomosX
6,022·10 atomosX
1molX=72,1g·
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 5
1.11.Sisetienen56gdenitrógeno,demasaatómicarelativa14,sedisponedeuntotalde:a)4átomosdenitrógeno.b)1,2·10 átomosdenitrógeno.c)2,4·10 átomosdenitrógeno.d)2,303·10 átomosdenitrógeno.
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia1997)
ElnúmerodeátomosdeNqueintegranunamuestrade56gdeN es:
56gN1molN28gN
2molN1molN
6,022·10 atomosN
1molN=2,4· átomosN
Larespuestacorrectaeslac.
1.12. Cuando reaccionan nitrógeno e hidrógeno se forma amoníaco. ¿Cuál es la correctarelaciónentrelasmasasdeamboselementosparadichareacción?a)1/3b)1/7c)3/1d)14/3
(O.Q.L.Murcia1997)
ApartirdelafórmuladelamoníacoNH ,seconocelarelaciónmolarentreloselementosNyHydelamismaseobtienelarelaciónmásica:
1molN3molH
14gN1molN
1molH1gH
=14gN3gH
Larespuestacorrectaeslad.
1.13.Lamasaatómicadeloxígenoes15,999.Estosignificaque:a)Unátomodeoxígenotieneunamasade15,999gramos.b)Cadaunode losátomosdeoxígenoque existen tieneunamasade15,999unidadesdemasaatómica(u.m.a).c)Unmoldeátomosdeoxígenotieneunamasade15,999u.m.a.d) Lamasa isotópicamedia del oxígeno es 15,999/12,000mayor que la del isótopomásabundantedelcarbono .
(O.Q.L:CastillayLeón1997)
a) Falso. No es correcto decir que la masa atómica del oxígeno es 15,999 g. Ese valorcorrespondeasumasamolar.
b)Falso.Esamasaeslamasaatómicamediadeloxígenonoladetodoslosátomosyaqueeloxígenopresentaisótopos.
c)Falso.Lamasamolartieneelmismovalornuméricoperoseexpresaengramos.
d)Verdadero.Comolaumasedefineapartirdel C,escorrectodecirqueelátomodeoxígenoes15,999/12,000vecesmáspesadoqueelátomode C.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 6
1.14.SielporcentajedeCenuncompuestoquímicoesdel75%enmasaysólocontieneunátomodeCpormolécula,¿cuálserálamasamoleculardelcompuestoquímico?a)16b)32c)900d)625
(O.Q.L:CastillayLeón1997)
RelacionandoCycompuestoX:
1molC1molX
12gC1molC
1molXMgX
=75gC100gX
M=16gX
Larespuestacorrectaeslaa.
1.15.UnóxidodelelementoquímicoAcontiene79,88%deA.SielelementoquímicoAes3,97vecesmáspesadoqueelátomodeoxígeno,¿cuálserálafórmuladelóxido?:a)AOb) c) d)
(O.Q.L:CastillayLeón1997)
RelacionandoAyO:
79,88gA100‐79,88 gO
MgO1molO
1molA3,97MgX
=1molA1molO
Formula:AO
Larespuestacorrectaeslaa.
1.16.Unamuestrade60,0mgde contiene33,8mgdeoxígeno.LamasaatómicadeXes:a)4,98b)35,0c)31,0d)18,5
(O.Q.L:CastillayLeón1997)(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
ApartirdelaestequiometríadelX O sepuedeobtenerlamasaatómicadelelementoX:
60mgX O1mmolX O
2x+80 mgX O5mmolO
1mmolX O 16mgO1mmolO
=33,8mgO
Seobtiene,x=31,0g· .
Larespuestacorrectaeslac.
(Enla1997y2008lascantidadessondiferentes).
1.17.En60gdecalciohayelmismonúmerodeátomosqueen:a)0,75molesdeheliob)32gdeazufrec)1,5molesdedióxidodecarbonod)0,5molesdedióxidodecarbonoe)55gdesodio
(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2002)(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Madrid2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 7
Lamuestraquecontienemásátomosesaquellaqueestáintegradaporunmayornúmerodemolesdeátomos.
Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranunamuestrade60gdeCaes:
60gCa1molCa40gCa
=1,5molCa
a)Falso.ElnúmerodemolesHeesdiferentequeeldeCayaqueelHenoformamoléculas.
b)Falso.Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranunamuestrade32gdeSes:
32gS1molS32gS
=1,0molS
c)Falso.Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranunamuestrade1,5molesdeCO es:
1,5molesdeCO3mol(CyO)1molesdeCO
=4,5mol(CyO)
d) Verdadero. De la misma forma que antes, una muestra de 0,5 moles de CO estáformadapor1,5molesdeátomos.
e)Falso.Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranunamuestrade55gdeNaes:
55gNa1molNa23gNa
=2,4molNa
Lamuestraquecontienelosmismosátomosque60gdeCaes0,5molesdeCO2.
Larespuestacorrectaeslad.
1.18.¿Cuáldelassiguientescantidadesdeoxígenocontienemayornúmerodemoléculas?a)2,5moles.b)78,4Lencondicionesnormales.c)96g.d)1,0·10 moléculas.e)10Lmedidosa2atmdepresióny100°Cdetemperatura.
(Datos.R=0,082atm·L· · ;L=6,022·10 )(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Baleares2002)(O.Q.L.Almería2005)
(O.Q.L.Madrid2010)
Elnúmerodemolescorrespondientealamuestrabes:
n=1atm·78,4L
0,082atm·L·mol ·K 273K=3,5molO2
Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraces:
96gO21molO232gO2
=3,0molO2
Elnúmerodemolescorrespondientealamuestrades:
1,0·10 moleculasO21molO2
6,022·10 moleculasO2=1,7molO2
Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraees:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 8
n=2atm·10L
0,082atm·L·mol ·K 100+273 K=0,7molO2
Lamuestraquecontienemásmoleseslade78,4Lencondicionesnormales.
Larespuestacorrectaeslab.
1.19.Sepesaunrecipientecerradoquecontiene enestadogaseoso,aunadeterminadapresión y temperatura.Este recipiente se vacía y se llenadespués con (g)a lamismapresiónytemperatura.Señalelaproposicióncorrecta:a)Elpesodelvaporde esigualalpesode .b)Elnúmerodemoléculasde es2,5vecesmayorqueelnúmerodemoléculasde .c)Elnúmerototaldeátomosenelrecipientecuandocontiene esigualalnúmerototaldeátomoscuandocontiene .d)Elnúmerototaldeátomosenelrecipientecuandocontiene es2,5vecesmayorquecuandocontiene .e)Elnúmerodemoléculasde yde esdiferente.
(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Madrid2011)
a) Falso.De acuerdo con la ley deAvogadro, se trata de volúmenes iguales de gases enidénticas presiones de presión y temperatura, es decir, igual número demoles de cadasustancia, n. Como ambas sustancias tienen diferente masa molar las masas de gastambiénsondiferentes.
b‐e) Falso. Si el número demoles de cada es gas es elmismo es número demoléculastambiénloes.
c) Falso. Si el número de moles de cada es gas es el mismo es número de moléculastambiénloes,perolamoléculadeCCl estáintegradapor5átomosmientrasqueladeO estáformadapor2átomos.
d)Verdadero.Sielnúmerodemolesdecadaesgaseselmismoesnúmerodemoléculastambiénloes,ycomolamoléculadeCCl estáintegradapor5átomosmientrasqueladeO estáformadapor2átomoslarelaciónatómicaentreambasmuestrases5/2=2,5.
Larespuestacorrectaeslad.
1.20.¿Quémasa,engramos,debecorresponderleaunmoldealbaricoquessiunadocenadeellostienenunamasade240g?a)1,2·10 b)6,02·10 c)Tanpocoquenopodríapesarse.d)6,02·10
(L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia1998)
El conceptodemol sólo esaplicable almundoatómico,paraelmundomacroscópico seobtieneunvalormuyelevadotalcomosedemuestra:
240g12partıculas
6,022·10 partıculas
1mol=1,25·1025g
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 9
1.21. Dos recipientes idénticos contienen, en condiciones normales, 4 g de helio y 4 g dehidrógeno, respectivamente. ¿Cuál es la relación entre el número de partículas de helio y elnúmerodepartículasdehidrógenoexistentesencadarecipiente?a)1:1b)1:2c)1:4d)2:1
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia1998)
ElnúmerodeátomosdeHequeintegranunamuestrade4gdeHees:
4gHe1molHe4gHe
6,022·10 atomosHe
1molHe=6,022·10 atomosHe
ElnúmerodemoléculasdeH queintegranunamuestrade4ges:
4gH1molH2gH
6,022·10 moleculasH
1molH=1,20·10 moleculasH
LarelaciónentreátomosdeHeymoléculasdeH es:
6,022·10 atomosHe1,20·10 moleculasH
=1átomoHe
2moléculas
Larespuestacorrectaeslab.
1.22.Lacafeína,unodeloscomponentesdeltéydelcafé,tieneunamasamolecularrelativade194.Elanálisiscuantitativo indicaque lacafeínacontieneun28,9%denitrógeno;porello,elnúmerodeátomosdenitrógenoenunamoléculadecafeínahadeser:a)1b)2c)4d)7
(O.Q.L.Murcia1998)
Tomandocomobasedecálculo100gdecafeína:
28,9gN100gcafeına
1molN14gN
194gcafeına1molcafeına
=4molN
molcafeína
Larespuestacorrectaeslac.
1.23.Porreacciónentre0,25molesdecloro,enestadogaseoso,consuficientecantidaddeunmetalMseproducen0,1molesdelclorurodedichoelemento.Lafórmuladedichoclorurodebeser:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia1998)
Sisetratadeunclorurometálico,elnúmerodemolesdeMenlafórmuladebeser1,yaqueelnúmerodeoxidacióndelcloroenloscloruroses‐1:
0,1molMClxmolCl
1molMCl1molCl2molCl
=0,25molCl2x=5
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 10
Lafórmuladelclorurometálicoes .
Larespuestacorrectaeslac.
1.24.Elespectrodemasasdelbromo,denúmeroatómico35,revelaqueenlanaturalezaseencuentrandos isótoposdebromo, losdenúmeromásico79y81,queseencuentranen laproporción respectiva 50,5 y 49,5%. Por tanto, lamasa atómica relativa promedio delbromoes:a)35,79b)79,81c)79,99d)81,35
(O.Q.L.Murcia1999)
Haciendolaaproximacióndeque losnúmerosmásicossonlasmasasisotópicas, lamasaatómicamediadelbromoes:
50,5atomos79Br79u
atomo79Br +49,5atomos81Br
81uatomo81Br
100atomosBr=79,99
uátomo
Larespuestacorrectaeslac.
1.25.Todossabemosresponderalapregunta¿quépesamás1kgdehierroo1kgdepaja?,pero¿dóndehaymásátomos?a)1molde b)1molde c)1kgdeFed)1kgdeLi
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.
1molS6,022·10 moleculasS
1molS8atomosS1moleculaS
=4,82·10 atomosS
b)Falso.
1molP6,022·10 moleculasP
1molP4atomosP1moleculaP
=2,41·10 atomosP
d)Falso.
1kgFe10 gFe1kgFe
1molFe55,8gFe
6,022·10 atomosFe
1molFe=1,08·10 atomosFe
d)Verdadero.
1kgLi10 gLi1kgLi
1molLi7gLi
6,022·10 atomosLi
1molLi=8,60·10 atomosLi
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 11
1.26.SiendolamasaatómicadelH=1,¿cuáldelassiguientescantidadesequivalea2gdehidrógeno?a)6,023·10 átomosdehidrógeno.b)6,023·10 moléculasde .c)Ningunadelasanterioresnilasiguientesonverdad.d)2molesdeátomosdehidrógeno.
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Setransformantodaslascantidadesenmasadehidrógeno.
a)Falso.
6,023·10 atomosH1molH
6,022·10 atomosH1gH1molH
=1gH
b)Falso.
6,023·10 moleculasH1molH
6,022·10 moleculasH2gH
1molH=0,2gH
d)Verdadero.
2molH1gH1molH
=2gH
Larespuestacorrectaeslad.
1.27.El análisis químico elemental de la nicotina da la siguiente composición: 74,04% C;8,70%Hy17,24%N.Silamasamoleculardelanicotinaes162,2;sufórmulamoleculares:a) b) c) d) e) (O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.Asturias2009)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
Tomandounabasedecálculode100gdenicotina:
74,04gC100gnicotina
1molC12gC
162,2gnicotina1molnicotina
=10molC
molnicotina
8,70gH100gnicotina
1molH1gH
162,2gnicotina1molnicotina
=14molH
molnicotina
17,24gN100gnicotina
1molN14gN
162,2gnicotina1molnicotina
=2molN
molnicotina
Lafórmulamoleculardelanicotinaes .
Larespuestacorrectaeslae.
(EnAsturias2006yLaRioja2011sepidecalcularlafórmulamássimple).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 12
1.28.Lamayoríadeloscianurossoncompuestosvenenososletales.Porejemplo,laingestióndeunacantidadtanpequeñacomo0,001gdecianurodepotasio(KCN)puedeserfatal.¿CuántasmoléculasdeKCNestáncontenidasendichacantidad?a)9,26·10 b)6,02·10 c)1,54·10 d)1,54·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia1999)
Elnúmerodemoléculasqueintegranunamuestrade0,001gdeKCNes:
0,001gKCN1molKCN65,1gKCN
6,022·10 moleculasKCN
1molKCN=9,25· moléculasKCN
Larespuestacorrectaeslaa.
1.29.¿Cuáldelassiguientesmuestrasdegascontieneunmenornúmerodemoléculas?a)20Ldenitrógenoa1atmy600K.b)10Ldedióxidodecarbono( )a2atmy300K.c)10Ldehidrógeno,a2atmy27°C.d)5Ldemetano( )a4atmy0°C.
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Baleares2007)
Deacuerdoconelconceptodemol,lamuestraquetengaelmenornúmerodemoleseslaqueestáintegradaporunmenornúmerodemoléculas.
a)Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraes:
n=1atm·20L
0,082atm·L·mol ·K 600K=0,407molN2
b)Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraes:
n=2atm·10L
0,082atm·L·mol ·K 300K=0,813molO2
c)Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraes:
n=2atm·10L
0,082atm·L·mol ·K 27+273 K=0,813molH2
d)Elnúmerodemolescorrespondientealamuestraes:
n=4atm·5L
0,082atm·L·mol ·K 273K=0,893molCH4
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 13
1.30.¿Cuáleselestadodeoxidacióndelfósforoenelcompuestoqueseformacuando3,1gdefósfororeaccionancompletamentecon5,6litrosdeclorogas( )encondicionesnormales?a)2b)3c)4d)5
(O.Q.L.Murcia1999)
Sisetratadeunclorurodefósforo,elnúmerodemolesdeésteenlafórmuladebeser1,yaqueelnúmerodeoxidacióndelcloroenloscloruroses‐1,portanto,apartirdelarelaciónmolarseobtieneelnúmerodeoxidacióndelfósforo:
5,6LCl23,1gP
1molCl222,4LCl2
2molCl1molCl2
31gP1molP
=5molClmolP
Larespuestacorrectaeslad.
1.31.Elácidoascórbico(vitaminaC)curaelescorbutoypuedeayudaracombatirelresfriadocomún.Secomponede40,92%decarbono;4,58%dehidrógenoyelrestooxígeno.Sufórmulaempíricaserá:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia1999)
Tomandounabasedecálculode100gdevitaminaC,lacantidaddeoxígenoquecontienees:
100gvitamina–(40,92gC+4,58gH)=54,50gO
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
40,92gC1molC12gC
=3,41molC
4,58gH1molH1gH
=4,58molH
54,5gO1molO16gO
=3,41molO
3,41molC3,41molO
=3molC3molO
4,58molH3,41molO
=4molH3molO
Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .
Larespuestacorrectaeslad.
1.32.Losúnicosproductosdelanálisisdeuncompuestopurofueron0,5molesdeátomosdecarbono y0,75molesde átomosdehidrógeno, lo que indica que la fórmula empíricadelcompuestoes:a) b)CHc) d)
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2002)(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.LaRioja2012)
Larelaciónmolarentreátomosproporcionalafórmulaempírica:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 14
0,75molH0,5molC
=3molH2molC
Larespuestacorrectaeslac.
1.33.Uncompuestode fórmula contieneun40%enmasadeA.LamasaatómicadeAdebeser:a)LamitaddeB.b)IgualaladeB.c)EldobledeB.d)LatercerapartedeB.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Tomandocomobasedecálculo100gdeAB3ypartiendodelarelaciónmolarseobtienelarelaciónentrelasmasasmolaresdeamboselementos:
1molA3molB
M gA1molA
1molBM gB
=40gA60gB
MM
=2
Larespuestacorrectaeslac.
1.34.Elfosfatotrisódicocontieneun42%desodio.Losgramosdeunamezclaquacontiene75%de fosfatotrisódicoy25%de fosfatotripotásiconecesariosparasuministrar10gdesodioson:a)55,5gb)100gc)31,7gd)18,5g.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
RelacionandomezclaconNa:
xgmezcla75gNa PO 100gmezcla
40gNa
100gNa PO =10gNax=31,7gmezcla
Larespuestacorrectaeslac.
1.35.Cuando se quemaun litrode ciertohidrocarburo gaseoso con excesode oxígeno, seobtienendoslitrosdedióxidodecarbonoyunlitrodevapordeagua,todoslosgasesmedidosenlasmismascondicionesdepyT.¿Cuáleslafórmuladelhidrocarburo?a) b) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
En la combustióndelhidrocarburo todoelCdelmismose transformaenCO yelHenH O.DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussac,larelaciónvolumétricacoincideconlarelaciónmolarypermiteobtenerlafórmuladelhidrocarburo:
2LCO1Lhidrocarburo
2molCO
1molhidrocarburo1molC1molCO
=2molC
molhidrocarburo
1LH O1Lhidrocarburo
1molH O
1molhidrocarburo2molH1molH O
=2molH
molhidrocarburo
Lafórmulaempíricaqueseobtiene CH ysecorrespondeconelhidrocarburo .
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 15
Larespuestacorrectaeslac.
1.36. El hecho de que lamasa atómica relativa promedio de los elementos nunca es unnúmeroenteroesdebidoa:a)Unameracasualidad.b)Quehayátomosdeunmismoelementoquepuedentenerdistintonúmerodeprotones.c)Quehayátomosdeunmismoelementoquepuedentenerdistintonúmerodeneutrones.d)Quehayátomosdeunmismoelementoquepuedentenerdistintonúmerodeelectrones.e)Quecualquierelementocontienesiempreimpurezasdeotroselementos.
(O.Q.N.Murcia2000)
Se debe a la existencia de isótopos, átomos de unmismo elemento que tienen distintonúmerodeneutrones, esdecir, átomosdeunmismoelementopero condiferentemasaatómica.
Larespuestacorrectaeslac.
1.37. ¿Cuál de los siguientes pares de compuestos es un buen ejemplo de la ley de lasproporcionesmúltiplesdeDalton?a) y b) y c) y d)CuCly e)NaClyNaBr(Nota:Drepresentaaldeuterio)
(O.Q.N.Murcia2000)
LaleydelasproporcionesmúltiplesdeDaltondiceque:
“lascantidadesdeunmismoelementoquesecombinanconunacantidadfijadeotroparaformardiferentescompuestosestánenrelacióndenúmerosenterossencillos”.
a)Falso.H OyD Onopuedencumplirlaleyyaquesetratadecompuestosformadosconunisótopodiferente.
b‐c‐e)Falso.H OyH S,SO ySeO yNaClyNaBrnopuedencumplirlaleyyaquelosdoselementosnoestánpresentesenlosdoscompuestosdecadapareja.
d)Verdadero.CuClyCuCl cumplenlaleyyaquesesegúnseveenlafórmula,conunamismacantidaddecobre(1mol)secombinancantidadesdecloroenunarelación1/2.
Larespuestacorrectaeslad.
1.38.Doscompuestostienenlamismacomposicióncentesimal:92,25%decarbonoy7,75%dehidrógeno.Delassiguientesafirmacionesindiquecuálessoncorrectas:
1)Ambostienenlamismafórmulaempírica.2)Ambostienenlamismafórmulaempíricaymolecular.3)Silamasamoleculardeunodeellosesaproximadamente78,sufórmulamoleculares .4)Lafórmulamolecularnoestárelacionadaconlamasamolecular.
a)1b)2c)3y4d)1y3
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 16
1)Verdadero.LoscompuestosC H yC H tienenlamismacomposicióncentesimalylamismafórmulaempírica, CH .
Lacomposicióncentesimaldelacetilenoes:
2molC1molC H
12gC1molC
1molC H
26,038gC H100=92,25%C
2molH1molC H
1gH1molH
1molC H
26,038gC H100=7,75%H
Lacomposicióncentesimaldelbencenoes:
6molC1molC H
12gC1molC
1molC H
78,114gC H100=92,25%C
6molH1molC H
1gH1molH
1molC H
78,114gC H100=7,75%H
2) Falso. Los compuestos C H y C H tienen distinta fórmula molecular y la mismafórmula empírica, CH , sediferencian en el valorde n, 1para el acetileno y 6para elbenceno.
3)Verdadero.LamasamoleculardelC H es78,114u.
4) Falso. La masa molar de ambos se obtiene multiplicando por n el valor de la masamoleculardelafórmulaempírica.
Larespuestacorrectaeslad.
1.39.Siapartirde1,3gdecromosehanobtenido1,9gdeóxidodecromo(III),¿cuálserálamasaatómicadelcromo?a)40b)52c)104d)63,54
(O.Q.L.Murcia2000)
Apartirdelafórmuladelóxidodecromo(III),Cr O ,seconocelarelaciónmolarCr/OypartirdelamismalamasamolardelCr:
1,91,3 gO1,3gCr
1molO16gO
MgCr1molCr
=3molO2molCr
M=52g
Larespuestacorrectaeslab.
1.40.Unamuestrade0,01molesdelclorurodeunelementoX reaccionancompletamentecon 200 de una disolución 0,1M de nitrato de plata. ¿Cuál es la identidad de dichoelemento?a)Kb)Cac)Ald)Si
(O.Q.L.Murcia2000)(O.Q.L.Baleares2007)
Sisetratadeunclorurometálico,elnúmerodemolesdeXenlafórmuladebeser1,yaqueel número de oxidación del cloro en los cloruros es ‐1 por lo que la fórmula de dichocloruroesXCl ,siendoxelnúmerodeoxidacióndelelementodesconocidoX.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 17
Como la reacción entre AgNO y XCl es completa, quiere decir x mmoles de AgNO reaccionancon1mmoldeXCl ,portanto:
0,01mmolXClxmmolAgNO1mmolXCl
=200mLAgNO 0,1M0,1mmolAgNO1mLAgNO 0,1M
Seobtiene,x=2.Elúnicodeloselementospropuestosquetienenúmerodeoxidación2eselCa.
Larespuestacorrectaeslab.
1.41.Señalelaproposicióncorrecta:a)En2,01594gdehidrógenonaturalhayelmismonúmerodeátomosqueen12,0000gdelisótopo12delcarbono.b)Elvolumenqueocupaunmoldeungasessiempre22,4L.c)Elvolumenqueocupaunmoldeunlíquido(en )esigualalamasadeunmolde(engramos)divididoporladensidaddelasustancia(eng/ ).d)Elvolumendeunmoldesustanciasólida,líquidaogaseosaessiempre22,4L.e)2molesdehidrógenocontienenelmismonúmerodeátomosque8gdehidrógenoa1atmy0°C.
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)(O.Q.L.Asturias2007)
a)Falso.Deacuerdoconelconceptodemolquediceque:
“mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidadeselementales(unnúmerodeAvogadro,L)comoátomoshayen12,0000gdelisótopo12delcarbono”.
2,0194gH1molH
2,0194gH2molH1molH
LatomosH1molH
=2LatomosH
2,01594contienendoblenúmerodeátomosque12,0000gde C.
b‐d)Falso.22,4Leselvolumenqueocupaunmoldecualquiergasmedidodecondicionesnormalesdepresiónytemperatura,1atmy0°C.
c)Verdadero.Deacuerdoconelconceptodedensidad:
V=M g·molρ g·cm
e)Falso.
8gH1molH2gH
2molH1molH
LatomosH1molH
=8LatomosH
2molH2molH1molH
LatomosH1molH
=4LatomosH
Larespuestacorrectaeslac.
(EnelapartadoadelacuestiónpropuestaenlasolimpiadasdeMadridsecambia2,01594gdehidrógenopor31,9988gdeoxígeno).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 18
1.42.Uno de los silicatos utilizados para la fabricación del cemento Portland contiene el52,7%decalcio;12,3%desilicioy35,0%deoxígeno.Sufórmulamoleculardebeser:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2001)
Tomandounabasedecálculode100gdecementoyrelacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
52,7gCa1molCa40gCa
=1,3175molCa
12,3gSi1molSi28gSi
=0,4393molSi
35,0gO1molO16gO
=2,1875molO
1,3175molCa0,4393molSi
=3molCamolSi
2,1875molO0,4393molSi
=5molOmolSi
Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .Comonosepuedesimplificarsepuedesuponerqueesatambiéneslafórmulamolecular.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.43. Las feromonas son un tipo especial de compuestos secretados por las hembras demuchas especiesde insectos con el findeatraera losmachospara elapareamiento.Unaferomona tiene de fórmula molecular . La cantidad de feromona normalmentesecretada por una hembra es de 1,0·10 g, aproximadamente. ¿Cuántasmoléculas deferomonahayenesacantidad?a)1,66·10 b)3,54·10 c)2,14·10 d)6,02·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia2001)(O.Q.L.Baleares2008)(O.Q.L.Madrid2009)
Lasrespuestasaybsonabsurdasportratarsedenúmerosmenoresquelaunidad.
Elnúmerodemoléculasqueintegranunamuestrade1,0·10 gdeC H Oes:
1,0·10 gC H O1molC H O282gC H O
LmoleculasC H O
1molC H O=2,1·10 moléculas
Larespuestacorrectaeslac.
1.44.Dadaslassiguientesfórmulas:, , , ,
a)Todassonfórmulasempíricas.b)Laúnicafórmulaempíricaes .c) y sonfórmulasempíricas.d)Solosonfórmulasempíricaslascorrespondientesaloscompuestosorgánicos.
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 19
a) Falso. Las fórmulas C H y C H corresponden, respectivamente, a las fórmulasmolecularesdelacetilenoybenceno.
LasfórmulasHg NO yNa O correspondenacompuestosinorgánicosparalosquenoexistelafórmulamolecular.
b)Verdadero. La fórmula C H O es la única que no se puede simplificar por lo que setratadeunafórmulaempíricaosencilla.
c)Falso.Segúnsehaexplicadoenelapartadoa).
d)Falso.Segúnsehaexplicadoenlosapartadosanteriores.
Larespuestacorrectaeslab.
1.45.Indiquecuálocuálesdelassiguientespropuestases/soncorrecta/s:1)Molesunaunidaddemasaquerepresentalamasamolecularexpresadaengramos.2)UnmolesunnúmerodeAvogadrodepartículas.3)Unmoldeaguatienelasmismasmoléculasqueunmoldebenceno.4)Cuandodossustanciasreaccionanlohacensiempremolamol.
a)Sólo1b)Todasc)2y3d)1,2y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
1) Incorrecto. El mol indica el número de partículas relacionado con una determinadamasa.
2‐3)Correcto.UnmolcorrespondeaunnúmerodeAvogadrodepartículasdecualquiersustancia.
4)Incorrecto.Laproporciónenlaquereaccionanlassustanciaspuedesercualquiera.
Larespuestacorrectaeslac.
1.46.Delossiguientesiones,digalosqueseencuentranformuladoscorrectamente:
1)Ionperclorato: 2)Ionhipoyodito: 3)Ionortofosfato: 4)Ionbisulfito:
a)1,2y3b)2y4c)Solo3d)3y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Lasfórmulascorrectasson:
1)Ionperclorato:ClO
2)Ionhipoyodito:IO
3)Ionortofosfato:PO
4)Ionbisulfito:HSO
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 20
1.47. Dadas las siguientes cantidades de (g). ¿En cuál de ellas existen únicamente11átomos?a)22,4Lde encondicionesnormales.b)1molde encondicionesnormales.c)44gde .d)7,31·10 gde .
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Asturias2001)(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.Rioja2009)(O.Q.L.Rioja2011)
La respuesta correcta es la d) ya que para que una muestra contenga un número deátomostanpequeñodebetenerunamasapequeñísima.
11atomosCeH1moleculaC H11atomosCeH
1molC H
LmoleculasC H44gC H1molC H
=7,31·10 g
Las respuestas a), b) y c) corresponden a unmol de sustancia y por ello contienen unnúmerodeAvogadrodemoléculas.
Larespuestacorrectaeslad.
1.48.IndicaelcompuestoquímicocuyacomposicióncentesimalesC(62,1%),H(10,3%)yO(27,6%).a) b) c) d)
(O.Q.L.Valencia2001)
Tomando comobasede cálculo100gde compuesto, elnúmerodemolesdeátomosdecadaelementocontenidosenlamismaes:
100gcompuesto62,1gC
100gcompuesto1molC12gC
=5,175molC
100gcompuesto10,3gH
100gcompuesto1molH1gH
=10,3molH
100gcompuesto27,6gO
100gcompuesto1molO16gO
=1,725molO
Dividiendo las anteriores cantidades por lamenorde ellas se puede obtener la fórmulaempíricaosencilla:
5,175molC1,725molO
=3molCmolO
10,3molH1,725molO
=6molHmolO
formulaempırica: C H O
Suponiendounvalorden=1,lasustanciaquesecorrespondeconlafórmulaobtenidaes.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 21
1.49.¿Cuáldelassiguientessustanciascontienemayornúmerodeátomos?a)5molesde b)6molesde c)3molesde d)2molesde e)6molesdeNaH
(O.Q.N.Oviedo2002)
Lamuestraquecontienemásátomosesaquellaqueestáintegradaporunmayornúmerodemolesdeátomos.
a)Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranlamuestraes:
5molH O3molHyO1molH O
=15molHyO
b)Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranlamuestraes:
6molCS3molCyS1molCS
=18molCyS
c)Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranlamuestraes:
3molNaNO5molNa,NyO1molNaNO
=15molNa,NyO
d)Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranlamuestraes:
2molNH OH7molN,OyH1molNH OH
=14molN,OyH
e)Elnúmerodemolesdeátomosqueintegranlamuestraes:
6molNaH2molNayH1molNaH
=12molNayH
Larespuestacorrectaeslab.
1.50. Unamuestra de 2 g de un elementometálico contiene 3,01·10 átomos de dichoelemento.Lamasaatómicadedichoátomoes:a)19b)20c)40d)56(Dato.L=6,022·10 )
(O.Q.L.Murcia2002)
AplicandoelconceptodemolalelementoX:
2gX
3,01·10 atomosX6,022·10 atomosX
1molX=40g·
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 22
1.51.Unamuestrade3,16gdeeucaliptol,ingredienteactivoprimarioencontradoenlashojasdeeucalipto,contiene2,46gdecarbono;0,372gdehidrógenoyelrestodeoxígeno.¿Cuálserálafórmulaempíricadeleucaliptol?a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2002)
Lacantidaddeoxígenoquecontienelamuestraes:
3,16geucaliptol–(2,46gC+0,372gH)=0,328gO
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
2,46gC1molC12gC
=0,205molC
0,372gH1molH1gH
=0,372molH
0,328gO1molO16gO
=0,0205molO
0,205molC0,0205molO
=10molCmolO
0,372molH0,0205molO
=18molHmolO
Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .
Larespuestacorrectaeslab.
1.52. Si un hidrocarburo contiene 2,98 g de carbono por cada gramo de hidrógeno, sufórmulaempíricaes:a)CHb) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Apartirdelarelaciónmásicaseobtienelarelaciónmolar,yestaproporcionalafórmulaempírica:
1gH2,98gC
1molH1gH
12gC1molC
=4molHmolC
Larespuestacorrectaeslad.
1.53.¿Cuáldelassiguientescantidadesdemateriacontienemayornúmerodeátomos?a)56gdeCOb)44,8LdeHeencondicionesnormalesc)6,023·10 moléculasde d)3molesde e)2molesde
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Valencia2011)
a)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 23
56gCO1molCO28gCO
6,022·10 moleculasCO
1molCO
2atomos1moleculasCO
=2,4·10 atomos
b)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
44,8LHe1molHe22,4LHe
6,022·10 atomosHe
1molHe=1,2·10 atomos
c)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
6,022·10 moleculasH2atomosH
1moleculasH=1,2·10 atomos
d)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
3molCO6,022·10 moleculasCO
1molCO
3atomos1moleculasCO
=5,4· átomos
e)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
2molN6,022·10 moleculasN
1molN
2atomos1moleculasN
=2,4·10 atomos
Larespuestacorrectaeslad.
(EnlacuestiónpropuestaenValencia2011secambianalgunascantidades).
1.54.Secalientaunamuestrade250gdehidratode hastaeliminar todaelagua.Entoncessepesalamuestrasecayresultaser160g.¿Cuáleslafórmuladelhidrato?a) ·10 b) ·7 c) ·5 d) ·2 e) ·
(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Extremadura2005)(O.Q.L.Córdoba2011)
LarelaciónmolarentreH OyCuSO4es:
250160 gH O160gCuSO
1molH O18gH O
159,5gCuSO1molCuSO
=5mol mol
Lafórmuladelhidratoes ·5 .
Larespuestacorrectaeslac.
1.55.Silarelacióne/m(carga/masa)delprotónesdeX(C· ),sisucargaesdeY(C)yseconsideraquesumasaesde1(g· ),elvalordelnúmerodeAvogadro tendráqueseriguala:a)Y/Xb)Y+Xc)X/Yd)1/Y
(O.Q.L.Murcia2003)
Dividiendo la cargadel protón, Y, entre su carga específica, X, se obtiene lamasadeunprotón:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 24
m =Y C
X C·g =
YX
g
Dividiendo la masa molar, M, entre la masa de la partícula se obtiene el número deAvogadro:
L=1 g·mol Y/X g
=XY
mol
Larespuestacorrectaeslac.
1.56.¿Cuáldelassiguientesproposicionesescorrectaconrelaciónalaglucosa, ?a)LosporcentajesenmasadeCydeOsonlosmismosqueenelCO.b)LosporcentajesenmasadeCydeOsoniguales.c)LarazónentreelnúmerodeátomosdeC,HyOeslamismaqueenla1,3‐dihidroxiacetona( ).d)Elmayorporcentajeenmasalecorrespondealhidrógeno.
(O.Q.L.Murcia2003)
a)Falso.Lacomposicióncentesimalenelcasodelaglucosa,C H O es:
6molC1molC H O
12gC1molC
1molC H O180gC H O
100=40,0%C
12molH1molC H O
1gH
1molH1molC H O180gC H O
100=6,7%H
6molO1molC H O
16gO1molO
1molC H O180gC H O
100=53,3%O
LacomposicióncentesimalenelcasodelCOes:
1molC1molCO
12gC1molC
1molCO28gCO
100=42,9%C
1molO1molCO
16gO1molO
1molCO28gCO
100=57,1%O
b‐d)Falso.Talcomosehavistoalobtenerlacomposicióncentesimalenelapartadoa).
c)Verdadero.Yaquelasfórmulasempíricasdelaglucosayde1,3‐dihidroxiacetonasonidénticas,C H O .
Larespuestacorrectaeslac.
1.57.¿Cuántasmoléculasdehidrógenohaypor (supuestocomportamientodegasideal)encondicionesnormales?a)10 ·6,023·10 =6,023·10 b)2·6,023·10 =12,046·10 c)6,023·10 /(22,4·10 )=2,7·10 d)2·6,023·10 /(22,4·10 )=5,4·10
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Deacuerdoconelconceptodemol,elnúmerodemoléculasporcm es:
6,022·10 moleculas1mol
1mol22,4L
1L
10 cm3=6,022·10 22,4·10
=2,7· 19 moléculas
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 25
Larespuestacorrectaeslac.
1.58.Cuántasmoléculasdeaguadecristalizaciónpierdeelsulfatodealuminiosabiendoquealcalentarlopierdeun48,68%desumasa.a)12b)24c)6d)18
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Tomandocomobasedecálculo100gdehidrato,larelaciónmolarentreH OyAl SO es:
48,68gH O10048,68 gAl SO
1molH O18gH O
342gAl SO1molAl SO
=18mol
mol
Larespuestacorrectaeslad.
1.59. Considerando un gramo de oxígeno atómico, un gramo de oxígenomolecular y ungramodeozono.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a)En1gdemoléculasdeozonoesdondehaymayornúmerodeátomosdeoxígeno.b)En1gdeoxígenomolecularesdondehaymayornúmerodeátomosdeoxígeno.c)Dondehaymayornúmerodeátomosdeoxígenoesenungramodeoxígenoatómico.d)1gdelastressustanciascontieneelmismonúmerodeátomosdeoxígeno.(Masaatómica:O=16)
(O.Q.L.Baleares2003)
Para poder comparar las tres muestras es preciso calcular el número de átomos deoxígenoquecontienecadaunadeellas:
1gO1molO16gO
LatomosO1molO
=L16
atomosO
1gO1molO32gO
2molO1molO
LatomosO1molO
=L16
atomosO
1gO1molO48gO
3molO1molO
LatomosO1molO
=L16
atomosO
Comoseobservalastresmuestrancontienenelmismonúmerodeátomos.Porlotanto,larespuestacorrectaeslad.
1.60.Dos compuestos formadospor elmismonúmerodeátomosde carbono,hidrógeno yoxígenotendrántambiénencomún:a)Elnúmerodemoléculaspresentesenlamismamasa.b)Losenlacesqueseformanentredichosátomos.c)Laentalpíadecombustión.d)Lareactividad.
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.LaRioja2012)
Sidoscompuestosestánformadosporelmismonúmerodeátomosdecarbono,hidrógenoyoxígenosetratade isómeros,sustanciascon lamismafórmulamolecularperodistintafórmuladesarrollada,porejemplo:etanol,CH CH OHydimetiléter,CH OCH .Enellosseobservaque:
a)Verdadero.Unamismamasaestáintegradaporelmismonúmerodemoléculasyaqueamboscompuestostienenlamismamasamolar.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 26
b)Falso.Losátomosseencuentranenlazadosdeformadiferente,asípues,eneletanolhayunenlaceC−O−H,mientrasqueeneldimetiléterhayunenlaceC−O−C.
c) Falso. Como los átomos se encuentran enlazados de forma diferente la entalpía decombustióntambiénloes,yaqueaunqueseformenlosmismosproductosdecombustión(seformanlosmismosenlaces),serompendiferentesenlacesenlosreactivos.
d)Falso.Comolosátomosseencuentranenlazadosdeformadiferente,lareactividad,esdecirlaspropiedadesquímicasdeloscompuestostambiénlosson.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.61. La hormona adrenalina ( ) se encuentra en una concentración en el plasmasanguíneode6,0·10 g/L.Determinacuántasmoléculasdeadrenalinahayen1Ldeplasma.a)1,9·10 b)2·10 c)1,97·10 d)1,90·10 e)6,02·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Extremadura2003)
ElnúmerodemoléculasdeC H NO en1Ldeplasmaes:
6,0·10 gC H NO1Lplasma
1molC H NO 183gC H NO
LmoleculasC H NO
1molC H NO=
=1,97· moléculas
Lplasma
Larespuestacorrectaeslac.
1.62.¿Cuáleselnúmerodemoléculasdegasquehayen1,00mLdeungasidealencondicionesnormales?a)2,69·10 b)6,02·10 c)2,69·10 d)22,4·10 e)6,022·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Extremadura2003)
Deacuerdoconelconceptodemol,elnúmerodemoléculaspormLdegasideales:
6,022·10 moleculas1mol
1mol22,4L
1L
10 mL=2,69·
moléculasmL
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 27
1.63. Los compuestos hidróxido de calcio, sulfato de calcio y carbonato de calcio son,respectivamente.a)CaOH/ / b) / /CaCOc) /CaSO/ d) / e) / /
(O.Q.L.Extremadura2003)
Lasfórmulasdeloscompuestosson:
hidróxidodecalcio sulfatodecalcio carbonatodecalcio
Larespuestacorrectaeslae.
1.64. Se quiere determinar la fórmula empírica del compuesto . Para ello se hacereaccionarZnenpolvoconHClenexceso,utilizandounvasodeprecipitados.Losresultadosobtenidosson:
Pesodelvasovacío= =48,179gPesodelvasovacío+PesodelZn= =48,635gPesodelvasovacío+Pesodel = =49,160g
Indiquecuáldelassiguientesproposicionesesfalsa:a)Paraencontrar la fórmulaempíricasedebencalcular losátomos‐gramodeZnyClquehanreaccionado.b)ElpesodeZnseobtienepor – .c)AlreaccionarZn+xHClx/2H2+ noesnecesariomedirelHClqueseañade.d)Losgramosdecloroenel son0,525ysufórmulaempíricaes .e)Apesardequeel seahigroscópico,sinodatiempoaenfriarypesar,sepuededejarparaeldíasiguiente,yalvolverallaboratorioypesar,encontraríamoslamismapesada .
(O.Q.L.Extremadura2003)
a) Verdadero. La fórmula empírica se obtiene a partir de relación entre los moles deátomos.
b)Verdadero.Laoperación P –P proporcionaquehanreaccionado0,456gdeZn.
c)Verdadero.YaquecomodiceelenunciadosehaañadidoHClenexceso.
d)Verdadero. Laoperación P –P proporcionaquehan reaccionado0,525 gdeCl.Apartirdeestedatoydelobtenidoenelapartadob)seobtienequelafórmulaempíricaes:
0,525gCl1molCl35,5gCl
=0,015molCl
0,456gZn1molZn65,4gZn
=0,007molZn
0,015molCl0,007molZn
≈2molClmolZn
e)Falso.SielZnCl eshigroscópico,absorbeaguayalpesarloaldíasiguientepesarámás.
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 28
1.65.Unamuestrade0,322gdeunvapororgánicoa100°Cy740Torrocupaunvolumende62,7 mL. Un análisis de dicho vapor da una composición centesimal de C = 65,43%,H=5,50%.¿Cuálessufórmulamolecular?a) b) c) d) e)
(Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=760Torr)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Suponiendo comportamiento ideal se puede calcular la masa molar del compuesto Xaplicandolaecuacióndeestadodelosgasesideales:
M=0,322gX 0,082atm·L·mol ·K 100+273 K
740mmHg·62,7mL760mmHg1atm
103mL1L
=161,3gmol
Tomandounabasedecálculode100gdecompuestoXlacantidaddeoxígenoes:
100gX– 65,43gC+5,50gH =29,07gO
Elnúmerodemolesdecadaelementoporcadamoldecompuestoes:
65,43gC100gX
1molC12gC
161,3gX1molX
=9molCmolX
5,50gH100gX
1molH1gH
161,3gX1molX
=9molHmolX
29,07gO100gX
1molO16gO
161,3gX1molX
=3molOmolX
formulamolecular:
Larespuestacorrectaeslab.
1.66. ¿Cuántas moléculas de agua de cristalización contiene el sulfato de quinina cuyafórmulamoleculares +n si1gdesecadoa100°Cpierde0,162gdemasa?a)3b)6c)12d)8e)10
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
ElnúmerodemolesdeH Oes:
0,162gH O1molH O18gH O
=9,0·10 molH O
Elnúmerodemolesdesulfatodequininaanhidro, C H N O SO ,es:
1ghidrato–0,162gH O=0,838g C H N O SO
0,838g C H N O SO1mol C H N O SO746g C H N O SO
=1,1·10 mol C H N O SO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 29
LarelaciónmolarentreH Oysustanciaanhidraes:
9,0·10 molH O
1,1·10 mol C H N O SO=8
mol
Larespuestacorrectaeslad.
1.67.Laazuritaesunmineraldecolorazulintenso,queseutilizacomounadelasfuentesdecobre,cuyacomposiciónes55,3%deCu;6,79%deC;37,1%deOy0,58%deH,¿cuáldelassiguientesfórmulascorrespondealacomposicióndelaazurita?a) ·2CuOHb) ·2 c) · d) ·2 e)CuOH·2
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Detodoslosmineralesdados,laazuritaseráaquelmineralquecontenga55,3%deCu.
a)CuCO ·2CuOH
3molCu1molCuCO ·2CuOH
63,5gCu1molCu
1molCuCO ·2CuOH284,5gCuCO ·2CuOH
100=67,0%Cu
b)CuCO ·2Cu OH
3molCu1molCuCO ·2Cu OH
63,5gCu1molCu
1molCuCO ·2Cu OH318,5gCuCO ·2Cu OH
100=59,9%Cu
c)CuCO ·Cu OH
2molCu1molCuCO ·Cu OH
63,5gCu1molCu
1molCuCO ·Cu OH221,0gCuCO ·Cu OH
100=57,5%Cu
d)Cu OH ·2CuCO
3molCu1molCu OH ·2CuCO3
63,5gCu1molCu
1molCu OH ·2CuCO3344,5gCu OH ·2CuCO3
100=55,3%Cu
e)CuOH·2CuCO
3molCu1molCuOH·2CuCO
63,5gCu1molCu
1molCuOH·2CuCO327,5gCuOH·2CuCO
100=58,2%Cu
Larespuestacorrectaeslad.
1.68.Señalelaproposicióncorrecta:a)12gdecarbonocontienenigualnúmerodeátomosque40gdecalcio.b)DosmasasigualesdeloselementosAyBcontienenelmismonúmerodeátomos.c)En16gdeoxígenohaytantosátomoscomomoléculasen14gdenitrógeno.d)Lamasaatómicadeunelementoeslamasaengramosdeunátomodelelemento.
(O.Q.L.Murcia2004)
a)Verdadero. Dosmuestras de elementos contienen igual número de átomos si estánconstituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia:
12gC1molC12gC
=1molC40gCa1molCa40gCa
=1molCa
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 30
b) Falso. Para que dosmuestras con lamisma de elementos diferentes contengan igualnúmerodeátomosesprecisoqueesténconstituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia.Estonoesposibleyaquelosdoselementosnotienenlamismamasamolar.
c)Falso.Elnúmerodepartículasdeambasmuestrasesdiferente:
16gO1molO32gO
2molO1molO
LatomosO1molO
=LatomosO
14gN1molN28gN
LmoleculasN
1molN=0,5LmoleculasN
d)Falso.Lamasaatómicadeunelementoes lamasadeunátomodeeseelementoysesueleexpresarenunidadesdemasaatómica,uma.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.69. Se pretende determinar la fórmula del yeso, que es un sulfato cálcico hidratado.Sabiendoque3,273gdeestemineralsetransforman,porcalefacción,en2,588gdesulfatodecalcioanhidro,sededucequedichafórmulaes:a) · b) · c) · d) ·2
(O.Q.L.Murcia2004)
LarelaciónmolarentreH OyCaSO es:
3,273 2,588 gH O2,588gCaSO
1molH O18gH O
136gCaSO1molCaSO
=2molH2Omol
Lafórmuladelyesoes ·2 .
Larespuestacorrectaeslad.
1.70.Los siguientes compuestos:urea, ,nitratoamónico, , yguanidina,, son adecuados para ser usados como fertilizantes, ya que proporcionan
nitrógeno a las plantas. ¿Cuál de ellos considera más adecuado por ser más rico ennitrógeno?a)Ureab)Guanidinac)Nitratoamónicod)Todosporigual.
(O.Q.L.Murcia2004)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Elporcentajeenmasadenitrógenoencadaunadelassustanciases:
a)Urea2molN
1molCO NH14gN1molN
1molCO NH60gCO NH
100=46,7%N
b)Guanidina2molN
1molHCN NH14gN1molN
1molHCN NH43gHCN NH
100=65,1%N
c)Nitratodeamonio2molN
1molNH NO14gN1molN
1molNH NO80gNH NO
100=35,0%N
Lasustanciamásricaennitrógenoeslaguanidina.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 31
Larespuestacorrectaeslab.
(En Castilla y León 2012 se reemplazan guanidina y nitrato de amonio por amoniaco ynitratodepotasio).
1.71.Señalelafórmulaquímicaquecorrespondealhipocloritodecesio:a) b)CsClOc)CeClOd)ScClO
(O.Q.L.Murcia2004)
Elhipocloritodesodioesunasaldelácidohipocloroso,HClO,enlaquesereemplazaelátomodeHporunátomodeCsCsClO.
Larespuestacorrectaeslab.
1.72.¿Cuáldelassiguientescantidadesdemateriacontienemayornúmerodemoléculas?a)0,25gde b)0,25gdeHClc)0,25g d)Todascontienenelmismonúmerodemoléculas.
(O.Q.L.Baleares2004)
Poseemásmoléculasaquellacantidaddesustanciaquetengamayornúmerodemoles,ycomodetodaslassustanciashaylamismamasa,elmayornúmerodemolescorrespondealasustanciaconmenormasamolar:
SO =64g·mol HCl=36,5g· I =254g·mol
Larespuestacorrectaeslab.
1.73.Elnúmerodeátomosdehidrógenocontenidosendosmolesymediodehidrógenoes:a)12,04·10 b)15,05c)8,30·10 d)3,01·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Madrid2004)
Lasrespuestasbycsonabsurdasportratarsedenúmerosmuypequeños.
ElnúmerodeátomosdeHqueintegranunamuestrade2,5molesdeH es:
2,5molH2molH1molH
6,022·10 atomosH
1molH=3,01·1024átomosH
Larespuestacorrectaeslad.
1.74.Conlosdatosdelespectrodemasassedeterminalarazónentrelasmasas y esde1,33291.¿Cuáleslamasadeunátomode ?a)16,0013b)15,7867c)15,9949d)13,9897
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 32
Teniendoencuentaquelamasadel Ces12,0000uma:
MM
=1,33291MO=15,9949uma
Larespuestacorrectaeslac.
1.75.¿QuétantoporcientodeclorocontieneunamezclaapartesigualesdeKCly ?a)30,25%b)42,53%c)40,45%d)53,25%
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Considerando100gdemezcla,lasmasasdeclorocontenidasen50gdelamismason:
50gKCl1molKCl74,6gKCl
1molCl1molKCl
35,5gCl1molCl
=23,8gCl
50gNaClO1molNaClO106,5gNaClO
1molCl
1molNaClO35,5gCl1molCl
=16,7gCl
Lamasatotaldecloroenlos100gdemezclaes:
23,8+16,7 gCl100gmezcla
100=40,5%
Larespuestacorrectaeslac.
1.76.Señalalafórmulacorrectadelácidotritiofosfórico.a) b) c) d)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
LafórmuladelácidofosfóricoesH PO yelprefijotioindicaquesereemplazaunátomodeoxígenoporunodeazufre,portanto,lafórmuladelácidotritiofosfóricoes .
Larespuestacorrectaeslac.
1.77.Lamasaatómicadel carbononatural es12,011u y lamasadel es13,00335u.¿Cuáleslaabundanciarelativanaturaldel ?a)0,011%b)0,91%c)23%d)1,1%e)2,2%
(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.L.CastillayLeón2009)(O.Q.L.Baleares2011)
Considerandoquelasabundanciasdel Cy Cson,respectivamente,xy 100–x yquelamasaisotópicadel Ces12usepuedecalcularlamasaatómicamediadelC:
100 x atomo C12u
atomo C+xatomo C
13uatomo C
100atomosC=12,011
uatomo
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 33
Seobtiene,x=1,1%de C.
Larespuestacorrectaeslad.
(EnCastillayLeón2009lassolucionessondiferentes).
1.78. Cuando se calienta hasta sequedad unamuestra de 15,0 g de sulfato de cobre (II)hidratado, lamasa resultante esde9,59g.Elporcentajedeagua en el cristalhidratado,expresadoconelnúmerocorrectodecifrassignificativases:a)36,1%b)36%c)63,3%d)63%e)45%
(O.Q.N.Luarca2005)
ElporcentajedeH Odecristalizaciónenelsulfatodecobre(II)hidratadoes:
15,09,59 gH O15,0ghidrato
100=36,1%
Elnúmerodecifrassignificativasdelcálculovienedadoporlacantidadquetengamenornúmeroéstas.Comolasdoscantidadesdadastienen3cifrassignificativaselresultadodelcálculodebetenerlasmismas.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.79.Secalientaunabarradecobredepurezaelectrolíticaquepesa3,178genunacorrientedeoxígenohastaqueseconvierteenunóxidonegro.Elpolvonegroresultantepesa3,978g.Lafórmuladeesteóxidoes:a) b) c) d) e)CuO
(O.Q.N.Luarca2005)
LarelaciónmolarentreOyCues:
3,978 3,178 gO3,178gCu
1molO16gO
63,5gCu1molCu
=1molOmolCu
formula:CuO
Larespuestacorrectaeslae.
1.80.Puestoquelamasaatómicadelsodioes23yladelnitrógenoes14,puededecirsequeen23gdesodio:a)Hayelmismonúmerodeátomosqueen14gdenitrógeno.b)Hayeldobledeátomosqueen14gdenitrógeno.c)Haylamitaddeátomosqueen14gdenitrógeno.d)Nopuedehacerselacomparaciónporquesetratadeunsólidoydeungas.
(O.Q.L.Murcia2005)
a)Verdadero. Dosmuestras de elementos contienen igual número de átomos si estánconstituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia:
23gNa1molNa23gNa
=1molNa14gN1molN14gN
=1molN
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 34
b‐c)Falso.Lasdosmuestrasdeelementoscontienenigualnúmerodeátomos,porlotanto,yaqueestánconstituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia.
d) Falso. El estado de agregación de una sustancia no tiene que ver con el número deátomosquelacomponen.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.81. Ya que las masas atómicas de oxígeno, calcio y aluminio son 16, 40 y 27respectivamente,puededecirseque16gdeoxígenosecombinaráncon:a)40gdecalcioó27gdealuminio.b)20gdecalcioó9gdealuminio.c)20gdecalcioó54dealuminio.d)40gdecalcioó18dealuminio.
(O.Q.L.Murcia2005)
Suponiendoqueseformanóxidodecalcio,CaO,yóxidodealuminio,Al O ,apartirdelasrelacionesmolaresseobtienenlasrelacionesmásicas:
1molCa1molO
40gCa1molCa
1molO16gO
=40gCa16gO
2molAl3molO
27gAl1molAl
1molO16gO
=18gAl16gO
Larespuestacorrectaeslad.
1.82.SivemoslafórmulaKIO,debemospensarquesetratade:a)Unaoxosal.b)Unabisal.c)Unóxidodoble.d)Unerror,porquelafórmulaestámalescrita.
(O.Q.L.Murcia2005)
KIO es la fórmulade unaoxosal procedentedel ácidohipoyodoso,HIO, en la que sehareemplazadoelátomodeHporunátomodeK.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.83.Lasfórmulasempíricasdetrescompuestosson:a) b) c)
Suponiendoqueunmoldecadacompuestoa,byc seoxidacompletamenteyque todoelcarbonoseconvierteendióxidodecarbono,laconclusiónmásrazonabledeestainformaciónesque:a)Elcompuestoaformaelmayorpesode .b)Elcompuestobformaelmayorpesode .c)Elcompuestocformaelmayorpesode .d)Noesposiblededucircuáldeesoscompuestosdaráelmayorpesode .
(O.Q.L.Asturias2005)
RelacionandolosmolesdecompuestoconlosmolesdeCO producidoenlacombustión:
a)1molCH2O1molC
1molCH2O1molCO1molC
=1molCO
b)1molCH21molC1molCH2
1molCO21molC
=1molCO2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 35
c)1molC3H7Cl3molC
1molC3H7Cl1molCO21molC
=3molCO2
Larespuestacorrectaeslac.
1.84. La frase “lamasa atómica del aluminio es 27,00”, sugiere cuatro interpretaciones.Señalacuáldeellaseslaequivocada:a)Lamasadeunátomodealuminioes27,00g.b)Lamasadeunátomodealuminioes27,00u.c)Lamasadeunmoldeátomosdealuminioes27,00g.d)Unátomodealuminioes27,00vecesmáspesadoque1/12deunátomode .
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.Asturias2012)(O.Q.L.LaRioja2012)
a) Falso. No es correcto decir que la masa atómica del aluminio es 27 g. Ese valorcorrespondeasumasamolar.
b)Verdadero.Lamasaatómicaeslamasadeunátomoysemideenu(unidadesdemasaatómica)queenelcasodelaluminioes27uma.
c)Verdadero.Segúnsehahechoconstarena).
d)Verdadero.Ladefinicióndeunidaddemasaatómicaes:
“ladoceavapartedelamasadeunátomode ”quees1,portanto,escorrectodecirqueelátomodealuminioes27vecesmáspesado.
Larespuestaequivocadaeslaa.
1.85.Lamasaatómicadeunelementoes10u,sepuededecirque lamasadeunátomodedichoelementoes:a)6,02·10 gb)6,02·10 gc)1,66·10 gd)1,66·10 g
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Todas las respuestas menos la c) son absurdas ya que corresponden a cantidades deátomosmuygrandes(≈1mol).
10uatomo
1g
6,02·1023u=1,66·10 23g·á
Larespuestacorrectaeslac.
1.86.¿Encuáldelossiguientescasosexistemayornúmerodeátomos?a)Unmoldemoléculasdenitrógeno.b)10gdeagua.c)Unmoldemoléculasdeamoníacogas.d)20Ldecloromedidoencondicionesnormales.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Asturias2008)
Contendráunmayornúmerode átomos lamuestra que contengaunmayornúmero demolesdeátomos.
a)1molN2molN1molN
=2molN
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 36
b)10gH O1molH O18gH O
3molHyO1molH2O
=1,7molHyO
c)1molNH4molNyH1molNH
=4molNyH
d)20LCl1molCl22,4LCl
2molCl1molCl
=1,8molCl
Larespuestacorrectaeslac.
1.87. Unamuestra demateria está compuesta por tres fases diferentes con propiedadesfísicasdistintas.Estamuestrapuedeserdescritacomoa)Mezclahomogéneab)Muestraheterogéneac)Compuestod)Elementoe)Mezclamolecular
(O.Q.L.Extremadura2005)
Si una muestra presenta tres fases diferentes, no presenta en todas en ellas el mismoestadodeagregación,porlotanto,setratadeunamuestraheterogénea.
Larespuestacorrectaeslab.
1.88.LafórmulaempíricaparauncompuestoesCH.¿Cuáldelossiguientespodríaserelpesomoleculardelcompuesto?a)32g/molb)47g/molc)50g/mold)78g/mole)100g/mol
(O.Q.L.Extremadura2005)
Teniendo en cuentaque la fórmulaempírica es CH , el valordel pesomolecular seríaaqueldelospropuestosqueproporcionaraunvalorenteroparan:
M/g·mol 32 47 50 78 100
n32g13g
=2,547 g13 g
= 3,650 g13 g
= 3,878 g13 g
= 6100g13g
=7,7
Larespuestacorrectaeslad.
1.89.Lafórmulamoleculardelacafeínaes .Mediomoldecafeínacontiene:a)4gdecarbonob)4molesdeátomosdecarbonoc)8átomosdecarbonod)6,023·10 átomosdecarbonoe)4átomosdecarbono
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Almería2005)
a)Falso.LosgramosdeCcontenidosen0,5molesdeC H N O son:
0,5molC H N O8molC
1molC H N O12gC1molC
=48gC
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 37
b)Verdadero.LosmolesdeCcontenidosen0,5molesdeC H N O son:
0,5molC H N O8molC
1molC H N O=4molC
d)Falso.LosátomosdeCcontenidosen0,5molesdeC H N O son:
0,5molC H N O8molC
1molC H N O6,022·10 atomosC
1molC=2,4·10 atomosC
Lasrespuestascyesonabsurdasportratarsedenúmerosmuypequeños.
Larespuestacorrectaeslab.
1.90.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta?a)Elnúmerodeátomosquehayen5gde esigualalnúmerodemoléculasquehayen10gde .b)Lamasaatómicadeunelementoeslamasaengramosdeunátomodedichoelemento.c)MasasigualesdeloselementosAyBcontienenelmismonúmerodeátomos.d)Elnúmerodemoléculasdeungasenunvolumendeterminadodependedeltamañodelasmoléculas.e)Unmoldehierrotieneunvolumende22,4L.f) Dos masas iguales de diferentes compuestos en las mismas condiciones de presión ytemperaturacontienenelmismonúmerodepartículascomponentes.g) En cierta cantidad de gas helio, la cantidad de átomos de helio es doble que la demoléculasdegas.
(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Asturias2012)
a)Verdadero.Dosmuestras contienen igual númerodepartículas si están constituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia:
5gO1molO32gO
2molO1molO
=0,31molO
10gO1molO32gO
=0,31molO
b)Falso.Lamasaatómicadeunelementoeslamasadeunátomodedichoelemento.Sesueleexpresarenunidadesdemasaatómica.
c) Falso. Para que dosmuestras con lamisma de elementos diferentes contengan igualnúmerodeátomosesprecisoqueesténconstituidasporelmismonúmerodemolesdesustancia.Estonoesposibleyaquelosdoselementosnotienenlamismamasamolar.
d)Falso.Noexisteningunarelaciónentreelnúmerodemoléculasdeungasyeltamañodelasmismas.Entodocaso,enungas,elvolumenocupadoporlasmoléculasdelmismoesdespreciablecomparadoconelvolumendelgas.
e)Falso.Elhierroencondicionesnormalesdepresiónytemperaturaessólidoy22,4Leselvolumenmolardeunasustanciagaseosaenesascondiciones.
f)Falso.Paraquedosmuestrascon lamismamasadecompuestosdiferentescontenganigual número de partículas (moléculas) es preciso que estén constituidas por elmismonúmerodemolesdesustancia.Estosoloesposiblesiamboscompuestostienenlamismamasamolar.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 38
(EnAsturias2012laspropuestassona,b,fyg).
1.91.Indicaenquéapartadohaymayornúmerodeátomos:a)1moldenitrógenob)48gdeoxígenob)89,6LdeHeencondicionesnormalesc)6,023·10 moléculasde d)0,5molesde
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
1molN6,022·10 moleculasN
1molN
2atomos1moleculasN
=1,2·10 atomos
b)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
48gO1molO 32gO
6,022·10 moleculasO
1molO
2atomos1moleculasO
=1,8·10 atomos
c)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
89,6LHe1molHe22,4LHe
6,022·10 atomosHe
1molHe=2,4· átomos
d)Elnúmerodeátomosqueintegranlamuestraes:
0,5molCaCl6,022·10 moleculasCaCl
1molCaCl
3atomos1moleculasCaCl
=9,0·10 atomos
Larespuestacorrectaeslac.
1.92.Sialamasaatómicadelcarbonoseleasignaraelvalor50envezde12,¿cuálseríalamasamoleculardel consistenteconesenuevovalor?a)56b)62c)3,1416d)75
(O.Q.L.Murcia2006)
Teniendoencuentaquelaescalademasasatómicasestábasadaenlamasadel C,sisecambia lamasadeese isótopode12a50 todas lasmasasestaránmultiplicadasporunfactor50/12:
18gH O5012
=75g
Larespuestacorrectaeslad.
1.93.Siendo elnúmerodeAvogadro,lamasaengramosde1unidaddemasaatómicaes:a)1/ gb)12gc)12/ gd)1/12g
(O.Q.L.Murcia2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 39
Larespuestaunidaddemasaatómicasedefinecomo1/12delamasadel C.Deacuerdoconesto:
1uma=112
atomoC12gC1molC
1molC
N atomoC=
1g
Larespuestacorrectaeslaa.
1.94. Lamasamolecular de una proteína que envenena los alimentos está alrededor de900.000.Lamasaaproximadadeunamoléculadeestaproteínaserá:a)1,5·10 gb)1·10 gc)6,023·10 gd)9·10 g
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia2006)
Larespuestacesabsurdaportratarsedeunnúmeromuygrande.
SilamasamoleculardeunasustanciaXes900.000,elvalorexpresadoengramoses:
900.000umamolecula
1g
6,022·10 uma=1,5· – g
molécula
Larespuestacorrectaeslaa.
1.95.¿Cuáldelassiguientescantidadesdeoxígenocontienemayornúmerodemoléculas?a)2,5molesb)3,01·10 moléculasc)96gramosd)67,2litrosencondicionesnormales
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Murcia2006)
Elnúmerodemoléculasdecadamuestraes:
a)Incorrecto.
2,5molO26,022·10 moleculasO2
1molO2=1,51·10 moleculasO2
c)Incorrecto.
96gO21molO232gO2
6,022·10 moleculasO2
1molO2=1,81·10 moleculasO2
d)Incorrecto.
67,2LO21molO222,4LO2
6,022·10 moleculasO2
1molO2=1,81·10 moleculasO2
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 40
1.96. Si al quemar 0,5moles de un hidrocarburo se recogen 33,6 L de ,medidos encondicionesnormales,setratade:a)Metanob)Propanoc)Butanod)Octano
(O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.Murcia2008)
TeniendoencuentaqueenlacombustióntodoelcarbonodelhidrocarburosetransformaenCO :
33,6LCO0,5molhidrocarburo
1molCO22,4LCO
1molC1molCO2
=3molC
molhidrocarburo
Elhidrocarburoquecontiene3molesdeCeselpropano, .
Larespuestacorrectaeslab.
1.97.Untazóncontiene100mLdeagua,elnúmerodemoléculasaguaeneltazónes:a)6,023·10 b)1,205·10 c)3,35·10 d)5,55
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Baleares2006)
Larespuestadesabsurdaportratarsedeunnúmeromuypequeño.
Suponiendoqueladensidaddelaguaes1g·mL ,elnúmerodemoléculases:
100mLH2O1gH2O1mLH2O
1molH2O18gH2O
LmoleculasH2O
1molH2O=3,35· moléculasH2O
Larespuestacorrectaeslac.
1.98.¿Cuántosmolesde ioneshabráenunadisoluciónacuosapreparadaaldisolver0,135moldenitrurodesodioenagua?a)0,270molb)0,675molc)0,540mold)0,135mol
(O.Q.L.Madrid2006)
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisoluciónenaguadelNa Nes:
Na N(aq)N (aq)+3Na (aq)
Relacionandomolesdemoléculasydeiones:
0,135molNa N4moliones1molNa N
=0,540moliones
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 41
1.99.Unamuestrade32gdemetanocontiene:a)0,5molde b)NAmoléculasde c)8moldeHd)Ocupaunvolumende11,2Lencondicionesnormalesdepresiónytemperatura.
(O.Q.L.Madrid2006)
a)Incorrecto.
0,5molCH16gCH1molCH
=8gCH
b)Incorrecto
N moleculasCH1molCH
N moleculasCH16gCH1molCH
=16gCH
c)Correcto
8molH1molCH4molH
16gCH1molCH
=32g
d)Incorrecto
11,2LCH1molCH22,4LCH
16gCH1molCH
=8gCH
Larespuestacorrectaeslac.
1.100.Indicadóndehaymásmasa:a)12,04·10 moléculasde b)0,5molde c)30gde d)11,2Lde encondicionesnormales
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Asturias2006)
a)Verdadero.Lamasacorrespondientea12,04·10 moléculasdeO2es:
12,04·10 moleculasO21molO2
6,022·10 moleculasO232gO21molO2
=64gO2
b)Falso.Lamasacorrespondientea0,5moldeCO2es:
0,5molCO244gCO21molCO2
=22gCO2
d)Falso.Lamasacorrespondientea11,2LdeCl ,medidosencondicionesnormales,es:
11,2LCl1molCl22,4LCl
71gCl1molCl
=35,5gCl
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 42
1.101.En2molesde existen(siendo elnúmerodeAvogadro):a)6 átomosb)2 átomosc) átomos
(O.Q.L.LaRioja2006)
Elnúmerodeátomosdelamuestraes:
2molCO23molesatomos1molCO2
N atomos1molátomos
=6NAátomos
Larespuestacorrectaeslaa.
1.102.¿CuáldelassiguientesproposicionesesCORRECTA?a) =manganatopotásicob) =hipocloritocálcicoc) =nitratodealuminio
(O.Q.L.LaRioja2006)
a)Falso.KMnO espermanganatodepotasio.
b)Verdadero.Ca ClO eshipocloritodecalcio.
c)Falso.Al NO esnitritodealuminio.
Larespuestacorrectaeslab.
1.103.Enunamoléculade hay:a)3átomosdehidrógenob)3molesdehidrógenoc)6,023·10 átomosdenitrógenod)17,0gdeamoníaco
(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.Asturias2008)
1moléculaNH 1átomoN
á
Larespuestacorrectaeslaa.
1.104.Elporcentajedecarbonoenelbencenoyenelacetilenooetinoes:a)Igualenamboscasosb)Mayorenelbencenoc)Mayorenelacetileno
(O.Q.L.LaRioja2006)
Elbenceno,C H ,yelacetileno,C H ,tienenlamismafórmulaempíricaosencilla,CH,porlotantoamboscontienenelmismoporcentajedecarbono:
6molC1molC H
12gC1molC
1molC H 78gC H
100=92,3%C
2molC1molC H
12gC1molC
1molC H 26gC H
100=92,3%C
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 43
1.105.ElnúmerodeionesqueexistenenmasasigualesdeKCly es:a)Igualenamboscasosb)MayorenKClc)Mayoren
(O.Q.L.LaRioja2006)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las disociaciones de ambas sales son,respectivamente:
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
KClO (aq)ClO (aq)+K (aq)
Considerandounamismamasamde sustancia y relacionandola con losmoles de ionesquelaintegran:
mgKCl1molKClM gKCl
2moliones1molKCl
Liones
1moliones=2mLM
iones
mgKClO1molKClO
M gKClO2moliones1molKClO
Liones
1moliones=
2mLM
iones
Como lamasamolar del KCl esmenor que la del KClO , lamuestradeKCles laquecontienemásiones.
Larespuestacorrectaeslab.
1.106.¿CuáldelassiguientesmanifestacionesesVERDADERA?a) Si dosmuestras de elementos A y B tienenmasas iguales, tendrán elmismo númeroátomos.b)Lamasaatómicadeunelementoeslamasaengramosdeunátomodedichoelemento.c)Elnúmerodeátomosde5gde esigualalnúmerodemoléculasde10gde .
(O.Q.L.LaRioja2006)
a) Falso. Si las muestras son de la misma masa, contiene más átomos la muestra delelementocuyamasamolarseamenor.
b)Falso.Lamasaatómicaeslamasadeunátomo,esunacantidadmuypequeñaysemideenuma(1uma=1/N g)
c)Verdadero.
5gO21molO232gO2
2molO1molO2
NAatomosO1molO
=1032
NAátomosO
10gO21molO232gO2
NAmoleculasO2
1molO2=1032
NAmoléculasO2
Larespuestacorrectaeslac.
1.107.Elnúmerodeátomoscontenidosen10 átomos‐gramodeFees:a)6,023·10 átomosb)6,023·10 átomosc)2·10 átomosd)6,023·10 átomos
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2006)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 44
Elnúmerodeátomoscontenidosen10 molesdeátomos(átomos‐gramo)deFees:
10 molFe6,022·10 atomosFe
1molFe=6,022· átomosFe
Larespuestacorrectaeslaa.
1.108.Delassiguientesproposiciones,¿cuáleslaverdadera?a)SilamasaatómicadelCres52significaqueelnúmerodeprotoneses52.b) Lamasa de unmol demetano esmenor que la de unamolécula de tetracloruro decarbono.c)Unmoldenitrógenomoleculartienemayornúmerodeátomosqueunmoldenitrógenoatómico.d)En2,0gdehidrógenohaylamitaddeátomosqueenunmoldeagua.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a)Falso.Lamasaatómicanoestárelacionadaconelnúmerodeprotones.
b) Falso. La masa de un mol de sustancia es muchísimo mayor que la masa de unamoléculadecualquiersustancia.
c)Verdadero.UnmoldeN2contienedoblenúmerodeátomosqueunmoldeN.
d)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen2gH2es:
2gH21molH22gH2
2molH1molH2
Latomos1molH
=2Latomos
Elnúmerodeátomoscontenidosen1molH2Oes
1molH2O3molatomos1molH2O
Latomos
1molatomos=3Latomos
Larespuestacorrectaeslac.
1.109.Considereunamuestradecarbonatodecalcio(masamolar100,0g/mol)enformadecuboquemide3,20cmdelado.Siladensidaddelamuestraesde2,7g/ ,cuántosátomosdeoxígenocontiene:a)6,23·10 b)1,57·10 c)1,20·10 d)1,81·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Elvolumendelamuestraes:
V= 3,20cm =32,768cm
Elnúmerodemolesdeoxígenodelamuestraes:
32,768cm CaCO32,7gCaCO31cm CaCO3
1molCaCO3100gCaCO3
3molO
1molCaCO3=2,65molO
Elnúmerodeátomosdeoxígenocontenidosenlamuestraes:
2,65molO6,022·10 atomosO
1molO=1,60·10 átomosO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 45
Larespuestacorrectaeslab.
1.110.Cuandodos elementosX eY reaccionan entre síde formaque las relacionesde lasmasascombinadasdelosmismosson:
Operación X(g) Y(g)1 3,00 1,442 3,00 0,723 6,00 2,884 2,50 0,40
Alavistadelosdatosdelatablasepuededecirqueesfalsalaafirmación:a) Los datos registrados en las operaciones 1 y 3 justifican la ley de las proporcionesdefinidasdeProust.b)Losdatosregistradosen1,2y4justificanlaleydelasproporcionesmúltiplesdeDalton.c)Losdatosregistradosen1,2y3justificanlaleydelasproporcionesrecíprocasdeRichter.d)Loscompuestosformadosen1y3soniguales.e)Loscompuestosformadosen1y4sondiferentes.
(O.Q.N.Córdoba2007)
a)Verdadero.LaleydelasproporcionesdefinidasdeProustdiceque:
“cuandodosomáselementosreaccionanparaformarundeterminadocompuestoloshacenenunarelacióndemasadefinidaoconstante”.
Deacuerdoconestaley,larelacióndemasasenlasoperaciones1y3es:
Operacion13,00gX1,44gY
=2,083Operacion36,00gX2,88gY
=2,083
b)Verdadero.LaleydelasproporcionesmúltiplesdeDaltondiceque:
“lascantidadesdeunmismoelementoquesecombinanconunacantidadfijadeotroparaformardiferentescompuestosestánenrelacióndenúmerosenterossencillos”.
De acuerdo con esta ley, fijando 3 g de X, la masa de éste que reacciona con Y en laoperación4es:
3,00gX0,40gY2,50gX
=0,48gY
Lasmasasenlasoperaciones1,2y4son:
Operación X(g) Y(g)1 3,00 1,442 3,00 0,723 3,00 0,48
LasrelacionesentrelasmasasdeYson:
1,44gY(op.1)0,72gY(op.2)
=21
1,44gY(op.1)0,48gY(op.3)
=31
0,72gY(op.2)0,48gY(op.3)
=32
c)Falso.LaleydelasproporcionesrecíprocasdeRichterdiceque:
“lasmasas de elementos diferentes que se combinan con unamismamasa de otroelemento dado, son lasmasas relativas de aquellos elementos cuando se combinanentresíobienmúltiplososubmúltiplosdeéstos.
Alnofiguraruntercerelemento,nohayposibilidaddecomprobarsisecumpleestaley.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 46
d) Verdadero. De acuerdo con la ley de las proporciones definidas de Proust, en undeterminadocompuestolarelacióndemasasesconstante.
Operacion13,00gX1,44gY
=2,083Operacion36,00gX2,88gY
=2,083
Setratadelmismocompuesto.
e) Verdadero. De acuerdo con la ley de las proporciones definidas de Proust, en undeterminadocompuestolarelacióndemasasesconstante.
Operacion13,00gX1,44gY
=2,083Operacion42,50gX0,40gY
=6,250
Setratadecompuestosdiferentes.
Larespuestacorrectaeslac.
1.111.Secalientan20,5gdesulfatodecobrehidratadohastapesoconstanteiguala13,1g,momentoenelquesehaperdidotodaelaguadehidratación.¿Cuáleslafórmuladelasal?a) ·2 b) ·3 c) ·4 d) ·5
(O.Q.L.Madrid2007)
LarelaciónmolarentreH OyCuSO es:
20,513,1 gH O13,1gCuSO
1molH O18gH O
159,5gCuSO1molCuSO
=5molmol
Larespuestacorrectaeslad.
1.112.Indicaenquéapartadohaymenornúmerodeátomos:a)Dosmolesdehidrógeno.b)6,023·10 átomosdehidrógeno.c)28gramosdenitrógeno.d)67,2Ldeneónencondicionesnormales.
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2007)
a)Elnúmerodeátomoscontenidosen2molesdeH es:
2molH2molH1molH2
LatomosH1molH
=4LatomosH
b)6,023·10 átomosdeHsonLátomosdeH.
c)Elnúmerodeátomoscontenidosen28gdeN es:
28gN1molN28gN
2molN1molN
LatomosN1molN
=2LatomosN
d)Elnúmerodeátomoscontenidosen67,2LdeNe,medidosencondicionesnormales,es:
67,2LNe1molNe22,4LNe
LatomosNe1molNe
=3LatomosNe
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 47
Larespuestacorrectaeslab.
1.113.Considerando lasmasasatómicasdeH=1,N=14yO=16.¿Cuálde lossiguientescompuestostendrámayornúmerodeátomosdenitrógeno?a)50g b)50g c)50g d)50g
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
a)Elnúmerodeátomosdenitrógenocontenidosen50gdeN Oes:
50gN O1molN O44gN O
2molN1molN O
LatomosN1molN
=2,27LatomosN
b)Elnúmerodeátomosdenitrógenocontenidosen50gdeNO es:
50gNO1molNO46gNO
1molN1molNO
LatomosN1molN
=1,1LatomosN
c)Elnúmerodeátomosdenitrógenocontenidosen50gdeNH es:
50gNH1molNH17gNH
1molN1molNH
LatomosN1molN
=2,9LatomosN
d)Elnúmerodeátomosdenitrógenocontenidosen50gdeN es:
50gN1molN28gN
2molN1molN
LatomosN1molN
=3,6LátomosN
Larespuestacorrectaeslad.
1.114.Elnúmerodeátomosde0,4molesdeoxígenomoleculardiatómicoes:a)2,409·10 b)4,818·10 c)6,023·10 d)1,505·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2007)
Elnúmerodeátomoscontenidosen0,4molesdeO es:
0,4molO2molO1molO
6,022·1023atomosO
1molO=4,818·10 atomosO
Larespuestacorrectaeslab.
1.115.¿QuémasadeKcontendríadoblenúmerodeátomosque2gdeC?a)13,0gb)4,0gc)6,5gd)3,2g
(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2012)
Elnúmerodeátomoscontenidosen2gdeCes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 48
2gC1molC12gC
LatomosC1molC
=L6atomosC
LamasadeKcorrespondientealdobledelnúmerodeátomoscalculadoses:
2L6atomosK
1molKLatomosK
39gK1molK
=13,0gK
Larespuestacorrectaeslaa.
1.116. Respecto de una molécula de oxígeno, ¿cuál de las siguientes afirmaciones esVERDADERA?a)Contienedosátomosdeoxígeno.b)Contiene2 átomosdeoxígeno( =NúmerodeAvogadro).c)Sumasaes32g.d)Sumasaengramoses16/ ( =NúmerodeAvogadro).
(O.Q.L.LaRioja2007)
a)Verdadera.LamoléculadeoxígenotieneporfórmulaO ,loquequieredecirqueestáformadapor2átomos.
b)Falso.2N eselcontenidoenátomosdeoxígenodeunmoldemoléculasdeO :
1molO2molO1molO
N atomosO
1molO=2N atomosO
c)Falso.32geslamasamolardelO .
d)Falso.16/N eslamasaenumadeunátomodeoxígeno:
16gO1molO
1molO
N atomosO=
16gON atomosO
Larespuestacorrectaeslaa.
1.117.ElporcentajedelelementoXqueexisteenloscompuestosdefórmulasAX, es:a)Igualenamboscompuestos.b)Mayoren .c)MayorenAX.d)DependedequéelementoseaZ.
(O.Q.L.LaRioja2007)
ElcontenidodeXenamboscompuestoses:
%X=1molX1molAX
MXgX1molX
1molAXMAXgAX
100=MX
MAX100
%X=1molX
1molAXZMXgX1molX
1molAXZM gAXZ
100=MX
MAXZ2100
Alcontenermásátomossecumpleque:
M >MAX%X MAX >%X M
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 49
1.118.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA?a) :cloratopotásicob) :sulfatosódicoc)FeS:sulfuroférricod) :nitratodealuminio
(O.Q.L.LaRioja2007)
a)Falso.KClO escloritodepotasio.
b)Falso.Na SO essulfitodesodio.
c)Falso.FeSessulfurodehierro(II)omonosulfurodehierro.
d)Verdadero.Al NO esnitratodealuminio.
Larespuestacorrectaeslad.
1.119.Elnombredelcompuestodefórmula es:a)Orfosfatoferrosob)Fosfatoférricoc)Metafosfatoferrosod)Fosfitoferroso
(O.Q.L.LaRioja2007)
Se tratadeunaoxisaldeunácidopolihidratado(H PO )queeselácidoortofosfóricoosimplementefosfórico.Sunombreesfosfatodehierro(II).NoesconvenienteutilizarelnombreobsoletoparalassalesterminadoenosooicoqueyanoapareceenloscatálogosnienlasrecomendacionesdelaIUPAC.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.120.Elnombrecorrespondientealcompuestodefórmula es:a)Hidrógenosulfatomercúricob)Hidrógenosulfitomercúricoc)Sulfatoácidomercuriosod)Hidrógenosulfitomercurioso
(O.Q.L.LaRioja2007)
Setratadeunasalácidadelácidosulfuroso(H SO ).Sunombreeshidrógenosulfitodemercurio (II) o sulfito ácidodemercurio (II). No es conveniente utilizar el nombreobsoletoparalassalesterminadoenosooicoqueyanoapareceenloscatálogosnienlasrecomendacionesdelaIUPAC.
Larespuestacorrectaeslab.
1.121.Calculacuántoaumentarálamasade3,5gde siseconviertecompletamenteen ·10 .a)1,06gb)1,96gc)4,44gd)0,39ge)0,79g
(O.Q.N.Castellón2008)
Relacionandosustanciaanhidraysustanciahidratada:
3,5gNa SO1molNa SO142gNa SO
1molNa SO ·10H O
1molNa SO=0,0246molNa SO ·10H O
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 50
0,0246molNa SO ·10H O322gNa SO ·10H O1molNa SO ·10H O
=7,94gNa SO ·10H O
Elaumentodemasaes:
7,94gNa SO ·10H O–3,5gNa SO =4,44g
Larespuestacorrectaeslac.
1.122.LafórmulaHIOcorrespondea:a)Iodurodehidrógenob)Hidróxidodeyodoc)Ácidohipoiodosod)Nosecorrespondeaningúncompuestoconocido(hastaahora).
(O.Q.L.Murcia2008)
LafórmulaHIOcorrespondeaunoxoácido,elácidohipoiodoso.
Larespuestacorrectaeslac.
1.123. La fórmula empírica de un grupo de compuestos es . El lindano, potenteinsecticida,perteneceaestegrupo.Elpesomoleculardellindanoes291g.¿Cuántosátomosdecarbonoexistenenlamoléculadelindano?a)2b)4c)6d)8
(O.Q.L.Murcia2008)
Lamasamolardelafórmulamássencillaes:
Msencilla=12+1+35,5=48,5g
Relacionando lamasamolarde la fórmulamoleculary lamasamolarde la fórmulamássencillaseobtieneelvalordenyconellolafórmulamolecularoverdadera:
n=291g48,5g
=6
Larespuestacorrectaeslac.
1.124.La fórmulaempíricadeuncompuestoquecontieneun50%enpesodeazufreyun50%enpesodeoxígenoserá:a) b) c)SOd)
(O.Q.L.Murcia2008)
Relacionando ambas cantidades se puede obtener cuántos átomos se combinan con unátomodelqueestáenmenorcantidad:
50gO50gS
1molO16gO
32gS1molS
=2molOmolS
ó í :
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 51
1.125. En la sal de magnesio hidratada, ·x , el porcentaje de agua decristalizaciónes51,16%.¿Cuáleselvalordex?a)2b)3c)4d)7
(O.Q.L.Madrid2008)
Tomandocomobasedecálculo100gdehidrato,larelaciónmolarentreH OyMgSO4es:
51,16gH O100 51,16 gMgSO
1molH O18gH O
120,3MgSO1molMgSO
=7molH2O
mol
Larespuestacorrectaeslad.
1.126.Lasfórmulascorrectasdeldicromatopotásico,tiosulfatosódicoydihidrógenofosfatodecalcioson,respectivamente.a) / / b) / / c) / / d) / /
(O.Q.L.Madrid2008)
Lasfórmulasdeloscompuestosson:
dicromatodepotasio tiosulfatodesodio dihidrógenofosfatodecalcio
Larespuestacorrectaeslab.
1.127.Elmagnesio y elnitrógeno reaccionanpara formarnitrurodemagnesio. ¿Cuántasmoléculasdenitrógenoreaccionaráncon3,6molesdemagnesio?a)1,2 b)1,8 c)7,2 d)3,6
(O.Q.L.Asturias2008)
LafórmuladenitrurodemagnesioesMg N ,portantorelacionandoMgconN setiene:
3,6molMg2molN3molMg
1molN2molN
N moleculasN
1molN=1,2 moléculas
Larespuestacorrectaeslaa.
1.128.Indicacuáldelassiguientesafirmacionessoncorrectasono:i)Enunlitrodeetanohayelmismonúmerodemoléculasqueenunlitrodeetino(volúmenesmedidosenlasmismascondiciones).ii)En1gdemetilbutanohayelmismonúmerodemoléculasqueen1gdedimetilpropano,yocupanelmismovolumenencondicionesnormales.
a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 52
i)Correcto.Amboscompuestossongaseososy,por tanto,en lasmismascondicionesdepresión y temperatura tienen idéntico volumen molar. Como de ambos compuestos setieneelmismovolumen,habráelmismonúmerodemolesymoléculas.
ii)Correcto.Tantoelmetilbutanoocomoeldimetilpropanosonisómerosgaseososconlamismafórmulamolecular,C H .Sideambossetienelamismamasa,elnúmerodemoles,moléculasyelvolumen(c.n.)queocupanseráidéntico.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.129.Indicacuáldelassiguientesafirmacionessoncorrectasono:i)16gde ocupan,encondicionesnormales,unvolumende22,4L.ii)En32gde hay6,023·10 átomosdeoxígeno.
a)Lasdossoncorrectas.b)Lasdosnosoncorrectas.c)Laprimeraescorrectaylasegundano.d)Lasegundaescorrectaylaprimerano.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
i)Correcto.Elvolumen(c.n.)ocupadopor16gdeCH es:
16gCH1molCH16gCH
22,4LCH1molCH
=22,4LCH
ii)Incorrecto.Elnúmerodeátomosdeoxígenocontenidosen32gdeO es:
32gO1molO32gO
2molO1molO
6,023·10 atomosO
1molO=1,02·10 atomosO
Larespuestacorrectaeslac.
1.130. El hierro forma dos cloruros, uno con un 44,20% de Fe y otro con un 34,43%.Determinalafórmulaempíricadeambos.a) y b) y c)FeCly d) y
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Relacionando ambas cantidades se puede obtener cuántos átomos se combinan con unátomodelqueestáenmenorcantidad:
100–44,20 gCl44,20gFe
1molCl35,5gCl
55,9gFe1molFe
=2molClmolFe
100–34,43 gCl34,43gFe
1molCl35,5gCl
55,9gFe1molFe
=3molClmolFe
Larespuestacorrectaeslab.
1.131.¿Encuáldelossiguientescasoshaymayornúmerodemoléculas?a)9gdeagualíquidab)10gdearena(dióxidodesilicio)c)10mLdemetanol(densidad0,79g· )d)10Ldedióxidodecarbonomedidosa700mmHgy20°C
(Datos.R=0,082atm·L· · ;L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 53
a)Verdadero.Elnúmerodemoléculascontenidasen9gdeH Oes:
9gH O1molH O18gH O
6,022·1023moleculasH O
1molH O=3,0· moléculas
b)Falso.Elnúmerodemoléculascontenidasen10gdeSiO es:
10gSiO1molSiO60gSiO
6,022·1023moleculasSiO
1molSiO=1,0·10 moleculasSiO
c)Falso.Elnúmerodemoléculascontenidasen10mLdeCH OHes:
10mLCH OH0,79gCH OH1mLCH OH
1molCH OH32gCH OH
=0,25molCH OH
0,25molCH OH6,022·1023moleculasCH OH
1molCH OH=1,5·10 moleculasCH OH
d)Falso.Elnúmerodemoléculascontenidasen10LdeCO ,medidosa700mmHgy20°C,es:
n=700mmHg·10L
0,082atm·L·mol ·K 20+273 K
1atm760mmHg
=0,38molCO
0,38molCO6,022·1023moleculasCO
1molCO=2,3·10 moleculasCO
Larespuestacorrectaeslaa.
1.132.Sienlacombustióndecarbonoconoxígenoseproducedióxidodecarbono,porcada0,5molesdecarbonoconsumido:a)Senecesita1moldeoxígenomoleculardiatómicob)Seproduce1moldedióxidodecarbonoc)Senecesitan0,5molesdeoxígenomoleculardiatómicod)Seproducen0,25molesdedióxidodecarbono
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LafórmuladeldióxidodecarbonoesCO ,portantorelacionandoCconO setiene:
0,5molC1molO1molC
=0,5mol
Larespuestacorrectaeslac.
1.133.Indicaenquéapartadoshaymayornúmerodeátomos:a)Unmoldenitrógenob)48gramosdeoxígenoc)89,6Ldehelioencondicionesnormalesd)0,5molde
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen1moldeN es:
1molN2molN1molN
LatomosN1molN
=2LatomosN
b)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen48gdeO es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 54
48gO1molO32gO
2molO1molO
LatomosO1molO
=3LatomosO
c)Verdadero.Elnúmerodeátomoscontenidosen89,6LdeHe,medidosencondicionesnormales,es:
89,6LHe1molHe22,4LHe
LatomosHe1molHe
=4LátomosHe
d)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen0,5moldeCaCl es:
0,5molCaCl3molatomoCayCl
1molCaClLatomosCayCl1molCayCl
=1,5LatomosCayCl
Larespuestacorrectaeslac.
1.134. El magnesio reacciona con el oxígeno molecular diatómico dando monóxido demagnesio.Sisetienen0,5molesdeMg,¿cuántooxígenomolecularsenecesita?a)1moldeoxígenomoleculardiatómicob)16gdeoxígenoc)8gdeoxígenod)0,5molesdeoxígenomoleculardiatómico
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LafórmuladelmonóxidodemagnesioesMgO,portantorelacionandoMgconO setiene:
0,5molMg1molO1molMg
1molO2molO
32gO1molO
=8g
Larespuestacorrectaeslac.
1.135.Cuandosedicequeelamoníacoestáconstituidopor82,35gdenitrógenoy17,65gdehidrógenoseestácomprobando:a)Laleydeconservacióndelaenergía.b)Laleydeconservacióndelamateria.c)Laleydelasproporcionesmúltiples.d)Laleydelasproporcionesdefinidas.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.L.CastillayLeón2010)
De acuerdo con la ley de las proporciones definidas, cuando dos o más elementos secombinan para formar un determinado compuesto lo hacen en una relación de pesodefinida.EnelcasodelNH :
17,65gH82,35gN
1molH1,0gH
14,0gN1molN
=3molH1molN
Larespuestacorrectaeslad.
1.136.¿Quécantidaddemagnesiose tienequecombinarcon10gdecloropara formarelcompuesto ?a)10gb)3,4gc)5gd)6,8g
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Relacionandolamasadecloroconlademagnesio:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 55
10gCl1molCl35,5gCl
1molMg2molCl
24,3gMg1molMg
=3,4gMg
Larespuestacorrectaeslab.
1.137.Enungramodeunóxidodeciertoelementometálicodemasaatómica54,93hay0,63gdedichoelemento.¿Cuálserálafórmuladedichoóxido?a)XOb) c) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Lamasadeoxígenocontenidaenlamuestraes:
1góxidometálico−0,63gX=0,37goxígeno
Relacionandoamboselementos:
0,37gO0,63gX
1molO16gO
54,93gX1molX
=2molO1molX
formulaempırica:
Larespuestacorrectaeslac.
1.127.¿Cuáleslafórmuladelhidrógenocarbonatodealuminio?a) b) c) d)
(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
Setratadeunasalácidadelácidocarbónico, .
Larespuestacorrectaeslac.
1.138.Dadas las siguientes cantidades de , ¿en cuál de ellas existen únicamente 14átomos?a)En58gde b)Enunmolde encondicionesnormalesc)En22,4Lde encondicionesnormalesd)En9,63·10 gde
(O.Q.L.LaRioja2008)
a‐b‐c)Falso.Lastrescantidadescorrespondenaunmoldesustancia,yporellocontienenL,unnúmerodeAvogadro,6,022·10 moléculasdeC H .
d)Verdadero.Elnúmerodeátomoscontenidosenesamuestraes:
9,63·10 gC H1molC H58gC H
LmoleculasC H
1molC H
14atomos1moleculaC H
=14átomos
Larespuestacorrectaeslad.
1.139.¿CuáldelassiguientesproposicionesesCORRECTA?a) :nitritodehierro(III)b) :hipocloritodecobre(II)c) :carbonatopotásicod) :sulfatodealuminio
(O.Q.L.LaRioja2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 56
a)Incorrecto.Fe NO esnitratodehierro(III).
b)Correcto.Cu ClO eshipocloritodecobre(II).
c) Incorrecto. KCO es una fórmula incorrecta que no puede corresponder a ningunasustancia.
d)Incorrecto.Al SO essulfitodealuminio.
Larespuestacorrectaeslab.
1.140.Doscompuestos formadosporelmismonúmerodeátomosdecarbono,hidrógenoyoxígenotendrántambiénencomún:a)Elnúmerodemoléculaspresentesenlamismamasa.b)Losenlacesqueseformanentredichosátomos.c)Laentalpíadecombustión.d)Lareactividad.
(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)
a)Verdadero. Si ambos compuestos están formados por losmismos átomos, tienen lamismafórmulamoleculary,portanto,lamismamasamolar.Porestemotivo,aunamismamasadesustancia lecorrespondeelmismonúmerodemolesdesustanciayconellodemoléculas.
b) Falso. Aunque los átomos y su número sea el mismo, éstos pueden estar unidos deformadiferente.
c‐d)Falso.Siloscompuestossondiferentessusentalpíasdecombustiónysusreaccionestambiénloserán.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.141.Sabiendoqueelporcentajedeaguadecristalizaciónenlasal ·x es45,45%,¿cuáleselvalordex?a)2b)3c)4d)5e)6
(O.Q.N.Ávila2009)
LarelaciónmolarentreH OyCoCl es:
45,45gH O100 45,45 gCoCl
1molH O18gH O
129,9CoCl1molCoCl
=6molH OmolCoCl
Larespuestacorrectaeslae.
1.142.Señalelaproposicióncorrecta:a)Lamasaengramosdeunátomodelisótopo12delcarbonoes12/6,023·10 .b)Elvolumenqueocupaunmoldeungasessiempre22,4L.c)Losgasesidealessecaracterizanporquesuvolumennocambiaconlatemperatura.d)Elvolumendeunmoldesustanciasólida,líquidaogaseosaessiempre22,4L.
(O.Q.L.Murcia2009)
a)Verdadero.Deacuerdoconelconceptodemol:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 57
12gC1molC
1molC
6,023·10 atomosC=
12g6,023·10 atomoC
b‐d)Falso.22,4Leselvolumenqueocupaunmoldecualquiergasmedidodecondicionesnormalesdepresiónytemperatura,1atmy0°C.
c)Falso.Losgases ideales se comportancomo idealesapresionesbajasy temperaturasaltas.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.143.¿CuáleselporcentajeenmasadeloxígenoenelMgO?a)20%b)40%c)50%d)60%
(O.Q.L.Murcia2009)
ElporcentajeenmasadeOes:
1molO1molMgO
16gO1molO
1molMgO40,3gMgO
100=40%O
Larespuestacorrectaeslab.
1.144. Determina la fórmula de un aldehído que por oxidación produce un ácidomonocarboxílicoquecontiene58,82%decarbonoy31,37%deoxígeno:a) − − −CO− b)CHO− − − −CHOc) − − − −CHOd) − − −CHO
(O.Q.L.Madrid2009)
Lasustanciaasedescartayaquesetratadeunacetonaqueporoxidaciónnodaunácidomonocarboxílico.
Lasustanciabsedescartayaquesetratadeundialdehídoqueporoxidacióndaunácidodicarboxílico.
LoscompuestoscydsísonaldehídosylosácidosmonocarboxílicosqueseobtienenporoxidaciónsonCH − CH −COOHyCH − CH −COOH,respectivamente.ElporcentajedeCenestoses:
5molC1molc
12gC1molC
1molc102gc
100=58,82%C
4molC1mold
12gC1molC
1mold88gd
100=54,55%C
Larespuestacorrectaeslac.
1.145.Lamayoríadeloscianurossoncompuestosvenenososletales,lacantidadfatalparaunapersonaesaproximadamente1mgdecianurodepotasio,KCN.¿Quédosisdelascuatroquesemencionan,puedecausarundesenlacefatalporenvenenamientoaunapersona?a)0,001mmolesb)125microgramosc)2·10 molesd)0,125microgramos
(O.Q.L.Madrid2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 58
Expresandotodaslascantidadesenlasmismasunidades:
a)Falso.
0,001mmolKCN65,1mgKCN1mmolKCN
=0,0651mgKCN
b)Falso.
125μgKCN1mgKCN10 μgKCN
=0,125mgKCN
c)Verdadero.
2·10 molKCN65,1gKCN1molKCN
10 mgKCN1gKCN
=1,302mgKCN
d)Falso.
0,125μgKCN1mgKCN10 μgKCN
=1,25·10 mgKCN
Larespuestacorrectaeslac.
1.146. Las fórmulas correctas del permanganato de potasio, borato sódico ehidrógenoarsenitosódicoson,respectivamente:a) b) c) d)
(O.Q.L.Madrid2009)
Lasfórmulasdeloscompuestospropuestosson:
permanganatodepotasio
boratodesodio
hidrógenoarsenitodesodio
Larespuestacorrectaeslaa.
1.147.Elnitrógenotienedemasaiguala14,0.Determinacuántasmoléculasexistenen7gdenitrógenomolecular.a)1,505·10 b)3,011·10 c)6,022·10 d)0,860·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2009)
ElnúmerodemoléculasdeN queintegranunamuestrade7gdeN es:
7gN21molN228gN2
6,022·10 moleculasN2
1molN2=1,505· moléculasN2
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 59
1.148.¿Quécontienemásátomosdeoxígeno?a)0,5mol b)23g· c)1Ldegasozono, ,medidoa700mmHgy25°Cd)El quehayen1Ldedisolución0,1M
(Datos.R=0,082atm·L· · ;L=6,022·10 )(O.Q.L.CastillayLeón2009)
a)Falso.ElnúmerodeátomosdeOcontenidosen0,5molH2Oes:
a)Falso.0,5molH2O1molO1molH2O
6,022·10 atomosO
1molO=3,011·10 atomosO
b)Verdadero.ElnúmerodeátomosdeOcontenidosen23gNO es:
23gNO21molNO246gNO2
2molO1molNO2
6,022·10 atomosO
1molO=6,022· átomosO
c)Falso.ElnúmerodeátomosdeOcontenidosen1LO medidoa700mmHgy25°C,considerandocomportamientoideales:
n=700mmHg·1L
0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
1atm760mmHg
=0,038molO3
0,038molO33molO1molO3
6,022·10 atomosO
1molO=6,81·10 atomosO
d)Falso.ElnúmerodeátomosdeOcontenidosen1LdedisolucióndeKMnO40,1Mes:
1LKMnO40,1M0,1molKMnO41LKMnO40,1M
=0,1molKMnO4
0,1molKMnO44molO
1molKMnO46,022·10 atomosO
1molO=2,4·10 atomosO
Larespuestacorrectaeslab.
1.149. El dióxido de carbono, , posee, independientemente de su procedencia, 27,3 g decarbonopor72,7gdeoxígeno,loqueconstituyeunapruebadelaleyde:a)Laconservacióndelaenergíab)Lasproporcionesdefinidasc)Laconservacióndelamateriad)Lasproporcionesmúltiples
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
LaleydelasproporcionesdefinidasoconstantesdeProustdiceque:
“Cuandodosomáselementossecombinanparaformarundeterminadocompuestolohacenenunaproporcióndepesodefinida”.
Larespuestacorrectaeslab.
1.150.IndicarcuáldelassiguientesfórmulasNOcorrespondeconelnombre:a) :cloratopotásicob) :sulfitodeplatac) :nitritodecalciod) :carbonatosódico
(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 60
a)Incorrecto.KClO espercloratodepotasio.
b)Correcto.Ag SO essulfitodeplata.
c)Correcto.Ca NO esnitritodecalcio.
d)Correcto.Na CO escarbonatodesodio.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.151.Elanálisisdeun líquido volátil es54,5%de carbono;9,1%dehidrógeno y36,4%deoxígeno.¿Cuálserásufórmulaempírica?a) b) c) d)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
54,5gC1molC12gC
=4,54molC
9,1gH1molH1gH
=9,1molH
36,4gO1molO16gO
=2,28molO
4,54molC2,28molO
=2molC1molO
9,1molH2,28molO
=4molH1molO
Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .
Larespuestacorrectaeslab.
1.152.Elóxidodetitanio(IV)secalientaencorrientedehidrógenoperdiendoalgodeoxígeno.Sidespuésdecalentar1,598gde elpesodeoxígenosereduceen0,16g.¿Cuáleslafórmuladelproductofinal?a) b) c)TiOd)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Lacantidaddecadaunodeloselementoscontenidaenlamuestraes:
1,598gTiO21molTiO281,9gTiO2
1molTi1molTiO2
=0,0195molTi
1,598gTiO21molTiO281,9gTiO2
2molO
1molTiO216gO1molO
=0,624gO
LacantidaddeoxígenoquecontienelamuestradespuésdelareducciónconH2es:
0,624gO(inicial)−0,16gO(pérdidos)=0,464gO(final)
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 61
0,464gO
0,0195molTi1molO16gO
=3molO2molTi
fórmula:Ti2O3
Larespuestacorrectaeslab.
1.153.Decirsisonciertasofalsaslassiguientesafirmaciones:a)Union‐3pesamásqueelátomodelqueprocede.b)Lamasadeunmolde eslamasadeunamoléculadeagua.c)EnunmoldeNaClhay6,02·10 átomos.
a)a‐falsa,b‐falsa,c‐falsab)a‐verdadera,b‐falsa,c‐verdaderac)a‐verdadera,b‐falsa,c‐falsad)a‐falsa,b‐falsa,c‐verdadera
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
a) Falso. El aumento de masa que sufre un átomo al convertirse en un anión esdespreciable,yaquelamasadeunelectrónes1837vecesmenorquedeunprotón.
b)Falso.LamasadeunmoldeH Oes6,022·10 vecessuperioraladeunamoléculadeagua.
c)Falso.EnunmoldeNaClhay6,022·10 unidadesfórmulaNaClperocomocadaunadeellas contiene dos iones el número de partículas que contiene un mol es el doble delnúmerodeAvogadro.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.154.Dadaslassiguientesespecies:i)aguadestilada ii)diamante iii)gasolina iv)vino
Indicarlasquesonsustanciaspurasynomezclas.a)aguadestilada,gasolinab)aguadestilada,vinoc)diamante,vinod)diamante,aguadestilada
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
i)ElaguadestiladaesuncompuestoformadopormoléculasdeH O.
ii)Eldiamanteesunadelasformasalotrópicasdelelementocarbono,C.
iii)Lagasolinaesunamezcla,queseobtieneporelfraccionamientodelpetróleo,formadaprincipalmenteporhidrocarburos.
iv)Elvinoesunamezclahidroetanólicaqueseobtieneporlafermentacióndelosazúcaresdelauva.
Larespuestacorrectaeslad.
1.155.Lapenicilinaesunantibióticoquecontieneun9,58%enmasadeazufre.¿Cuálpuedeserlamasamolardelapenicilina?a)256g· b)334g· c)390g· d)743g·
(O.Q.L.Valencia2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 62
Suponiendo que la penicilina (Pen) contiene1mol de S pormol de sustancia, se puedeplantearque:
1molSmolPen
32gS1molS
1molPenMgPen
=9,58gS100gPen
M=334g·
Larespuestacorrectaeslab.
1.156.¿Cuántosneutroneshayenunmolde U92238 ?
a)1,6·10 b)1,43·10 c)5,5·10 d)8,8·10 e)2,0·10
(Dato. =6,022·10 )(O.Q.N.Sevilla2010)
Elnúmerodeneutronesquehayenunnúcleodelaespeciedadaes, 238–92 =146.
Deacuerdoconelconceptodemol,elnúmerodeneutronesenunmoles:
1mol U92238 6,023·1023atomos U92
238
1mol U92238
146neutrones
1atomo U92238 =8,8·1025neutrones
Larespuestacorrectaeslad.
1.157.Elcarbonosecombinaconeloxígenoparaformar enlaproporciónenmasa3:8y,portanto:a)12gdecarbonoreaccionancon48gdeoxígeno.b)Alreaccionar9gdecarbonocon30gdeoxígenoseformarán39gde .c)Alreaccionar9gdecarbonocon30gdeoxígenoseformarán33gde .d)Eloxígenoesungasynosepuedepesar.
(O.Q.L.Murcia2010)
a)Falso.
48gO12gC
=4gO1gC
8gO3gC
Lascantidadesdadasnocumplenlarelaciónmásica.
b)Falso.
30gO9gC
=10gO3gC
>8gO3gC
LarelaciónmásicadeterminaquesobraOyqueelCeselreactivolimitante,loqueimpidequeseformen39gdeCO2yquenosobrenada.
c)Verdadero.LamasadeCO2queseformaes:
9gC3+8 gCO2
3gC=33gCO2
d)Falso.Lapropuestaesabsurda.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 63
1.158.¿Cuántasmoléculashayen3Ldemetanomedidosencondicionesnormales?a)7,46b)8,07·10 c)4,49·10 e)1,81·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Baleares2010)
Deacuerdoconelconceptodemol,elnúmerodemoléculases:
3L1mol22,4L
6,022·10 moleculas
1mol=8,07· moléculas
Larespuestacorrectaeslab.
1.159.Enunrecipienteexisteuncompuestopuro.Realizadounanálisisseencuentra1,80molesdecarbono;2,892·10 átomosdehidrógenoy9,6gdeoxígeno.Elcompuestoes:a) b) c) d)
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Asturias2010)
Elnúmerodemolesdeátomosdehidrógenoes:
2,89·1024atomosH1molH
6,022·1023atomosH=4,80molH
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
1,80molC
4,80molH
9,6gO1molO16gO
=0,60molO
1,80molC0,60molO
=3molCmolO
4,80molH0,60molO
=8molHmolO
Lafórmulaempíricaosencillaqueseobtienees .
Larespuestacorrectaeslab.
1.160. Consideramuestras de 1 g de las siguientes sustancias, ¿cuál de ellas contiene elmayornúmerodemoléculas?a) b) c) d)
(O.Q.L.LaRioja2010)
Poseemásmoléculasaquellacantidaddesustanciaquetengamayornúmerodemoles,ycomo de todas las sustancias existe la misma masa, el mayor número de molescorrespondealasustanciaconmenormasamolar:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 64
sustancia M/g·mol CHCl 119,5CS 76COCl 99
64Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenNavacerrada1996).
1.161.LafórmulaHBrOcorrespondea:a)Hidróxidodebromob)Bromurodehidrógenoc)Ácidohipobromosod)Nosecorrespondeaningúncompuestoconocidohastalafecha.
(O.Q.L.LaRioja2010)(O.Q.L.LaRioja2011)
Setratadeunoxoácido,elácidohipobromoso.
Larespuestacorrectaeslac.
1.162.IndicacuáldelassiguientesfórmulasNOcorrespondeconelnombre:a) :sulfatodelitiob) :percloratodeamonioc) :nitritodeplatad) :carbonatopotásico
(O.Q.L.LaRioja2010)
a)Correcto.Li SO essulfatodelitio.
b)Correcto.NH ClO espercloratodeamonio.
c)Incorrecto.AgNO noesnitritodeplata.
d)Correcto.K CO escarbonatodepotasio.
Larespuestacorrectaeslac.
1.163.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera?a)Unmoldecualquiercompuestoocupaunvolumende22,4L.b)ElnúmerodeAvogadroindicaelnúmerodeátomosquehayenunamolécula.c)Elnúmerodeelectronesdeunátomodependedelvalordelamasaatómica.d)Elnúmerodeelectronesdeunátomoeselvalordelnúmeroatómico.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
a)Falso.Laafirmaciónessoloparagasesencondicionesnormales.
b)Falso.ElnúmerodeAvogadro indicaelnúmerodepartículasque integranunmoldesustancia.
c)Falso.Lapropuestaesabsurda.
d)Verdadero.Seríamáscorrectodecirqueelnúmerodeelectronesdeunátomocoincideconelvalordelnúmeroatómicodeunátomoneutro.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 65
1.164.Si3,6gdecarbonosecombinancon0,8gdehidrógenoparaformaruncompuesto,lafórmulamoleculardeésteserá:a) b) c) d)Parahallarlaharíafaltaelpesomoleculardelcompuesto.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Apartirdelosdatosproporcionadossepuedeobtenerquelafórmulaempíricaes:
0,8gH3,6gC
12gC1molC
1molH1gH
=8molH3molC
formulaempırica:C3H8
Habitualmente, para determinar la fórmulamolecular se necesita el pesomolecular delcompuesto.Enestecaso,setratadeunhidrocarburosaturado,C H ,cuyafórmulanopuedesimplificarse,portantocoincidenlasfórmulasempíricaymolecular.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.165.Paraunmismocompuesto,¿cuáldelassiguientesproposicionesescierta?a)Todaslasmuestrasdelcompuestotienenlamismacomposición.b)Sucomposicióndependedelmétododepreparación.c)Elcompuestopuedetenercomposiciónnovariable.d)Lacomposicióndelcompuestodependedelestadofísico.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
a) Verdadero. De acuerdo con la ley de las proporciones definidas de Proust, uncompuestosecaracterizaportenerunacomposiciónquímicafija.
b‐c‐d)Falso.Laspropuestassonabsurdas.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.166.Sielcompuesto contieneel56,34%decloro,¿cuálserálamasaatómicadeM?a)54,94gb)43,66gc)71,83gd)112,68
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
ApartirdelaestequiometríadelMCl sepuedeobtenerlamasaatómicadelelementoM:
100gMCl1molMCl
x+2·35,45 gMCl 2molCl
1molMCl 35,45gCl1molCl
=56,34gCl
Seobtiene,x=54,94g· .
Larespuestacorrectaeslaa.
1.167. Unamuestra de sulfato de hierro (II) hidratada, ·x , demasa 4,5 g secalientahastaeliminartodoelaguaquedandounresiduosecode2,46g.¿Cuálseráelvalordex?a)5b)6c)7d)8
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 66
LarelaciónmolarentreH OyFeSO es:
4,5 2,46 gH O2,46gFeSO
1molH O18gH O
151,86FeSO1molFeSO
=7molmol
Larespuestacorrectaeslac.
1.168.El flúor( )yelcloro( )sondoselementosdelgrupode loshalógenos,gasesencondiciones normales, con números atómicos 9 y 17, respectivamente. Elija la únicaafirmacióncorrecta:a)Tendrándistintonúmerodeelectronesenlacapadevalencia.b)Enlasmoléculasdiatómicaslosdosátomosestánunidosporenlaceiónico.c)Elnúmerodeátomosenunmolde seráelmismoqueenunmolde .d)Lamasamoleculardeunmoldeflúorserálamismaqueladeunmoldecloro.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
a)Falso.Loselementosdeungrupo tienen idénticaestructuraelectrónicaexterna,paraloshalógenosesns np porloquetienen7electronesdevalencia.
b)Falso.Lasmoléculasformadasporunúnicoelementopresentanenlacecovalente.
c)Verdadero.Altratarsedemoléculasdiatómicas,ambasposeendosmolesdeátomos.
d)Falso.Lapropuestaesabsurda.
Larespuestacorrectaeslac.
1.169.Queelpesoequivalentedelcalcioes20,significaque:a)Losátomosdecalciopesan20g.b)20gdecalciosecombinancon1gdehidrógeno.c)Unátomodecalciopesa20vecesmásqueunodehidrógeno.d)20gdehidrógenosecombinancon1gdecalcio.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
ElconceptodepesoequivalenteemanadelaleydelasproporcionesrecíprocasdeRichterquediceque:
“lasmasas de elementos diferentes que se combinan con unamismamasa de otroelemento dado, son lasmasas relativas de aquellos elementos cuando se combinanentresíobienmúltiplososubmúltiplosdeéstos”.
Por tanto, si elpesoequivalentede calcioes20g,quieredecirque1gdehidrógenosecombinacon20gdecalcio.
Larespuestacorrectaeslab.
1.170.Unamuestrade 100mgdeun compuesto constituido solamentepor C,H yOdio,alanalizarlaporcombustión,149y45,5mgde y ,respectivamente.Lafórmulaempíricadeestecompuestocorrespondea:a) b) c) d)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
ElnúmerodemmolesdeátomosdecadaelementoenlamuestradecompuestoX:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 67
149mgCO21mmolCO244mgCO2
1mmolC1mmolCO2
=3,39mmolC
45,5mgH2O1mmolH2O18mgH2O
2mmolH1mmolH2O
=5,06mmolH
Eloxígenocontenidoenlamuestrasecalculapordiferencia:
149mgX 3,39mmolC12mgC1mmolC
5,06mmolH1mgH1mmolH
=103,3mgO
103,3mgO1mmolO16mgO
=6,46mmolO
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
5,06mmolH3,39mmolC
=3mmolH2mmolC
6,46mmolO3,39mmolC
=2mmolOmmolC
formulaempırica:
Larespuestacorrectaeslaa.
1.171.Cuandounamuestrademagnesioquepesa1,58gardeenoxígeno,seforman2,62gdeóxidodemagnesio.Lacomposicióncentesimaldeésteserá:a)1,58%demagnesioy2,62%deoxígeno.b)60,3%demagnesioy39,7%deoxígeno.c)77,9%demagnesioy22,1%deoxígeno.d)1,58%demagnesioy1,04%deoxígeno.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Lacomposicióncentesimaldelóxidodemagnesioes:
1,58gMg2,62góxido
100=60,3%Mg
2,62goxido 1,58gMg gO2,62goxido
100=39,7%O
Larespuestacorrectaeslab.
1.172.Elbromurodepotasiotieneunacomposicióncentesimalde67,2%debromoy32,8%depotasio.Sisepreparauanreacciónentre18,3gdebromoy12,8gdepotasio,quécantidaddepotasioquedarásinreaccionar:a)Ningunab)12,8gc)3,9gd)13,7g
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Relacionandobromoypotasio:
18,3gBr32,8gK67,2gBr
=8,9gK
12,8gK inicial −8,9gK reaccionado =3,9gK exceso
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 68
Larespuestacorrectaeslac.
1.173.¿Cuántosmolesdeazufrehayenunamuestraquecontiene7,652·10 átomosdeS?a)0,0238molb)0,127molc)0,349mold)0,045mol
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Elnúmerodemolesdeátomosdelamuestraes:
7,65·1022atomosS1molS
6,022·1023atomosS=0,127molS
Larespuestacorrectaeslab.
1.174.Paralareacciónsiguiente:
3Fe(s)+2 (g) (s)¿Cuántasmoléculasde (g)sonnecesariasparareaccionarcon27,9molesdeFe(s)?a)5,5986·10 b)1,1197·10 c)3,3592·10 d)2,5224·10 e)1,6596·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Valencia2010)
RelacionandomolesdeFeconO2:
27,9molFe2molO23molFe
6,022·1023moleculasO2
1molO2=1,12·1025moléculasO2
Larespuestacorrectaeslab.
1.175.¿Cuántosmolesde ionesentotalseproducencuandosedisuelvenagua0,1molesde?
a)0,14b)1,4c)0,5d)0,1e)0,12
(O.Q.L.Valencia2010)
LaecuaciónquímicacorrerspondienteadisociacióniónicadelFe SO es:
Fe SO (aq)2Fe (aq)+3SO (aq)
0,1molFe SO5moliones
1molFe SO=0,5moliones
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 69
1.176.Alquemarcompletamente13,0gdeunhidrocarburoseforman9,0gdeagua.¿Cuáleslafórmuladelhidrocaburo?a) b) c) d)
(O.Q.L.Valencia2010)
Elhidrógenocontenidoenelhidrocarburosetransformaenagua:
9,0gH2O1molH2O18gH2O
2molH1molH2O
=1,0molH
Elcarbonocontenidoenelhidrocarburosecalculapordiferencia:
13,0ghidrocarburo 1,0molH1gH1molH
=12,0gC
12,0gC1molC12gC
=1,0molC
Relacionando los moles de ambos elementos se obtiene la fórmula empírica delhidrocarburo:
1molC1molH
formulaempırica:CHformulamolecular:C2H2
Larespuestacorrectaeslab.
1.177. Un compuesto contiene un 85,7% en masa de carbono y un 14,3% en masa dehidrógeno.0,72gdelmismoenestadogaseosoa110°Cy0,967atmocupanunvolumende0,559L.¿Cuálessufórmulamolecular?a) b) c) d) e)
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.N.Valencia2011)
Considerando comportamiento ideal, la masa molar de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
M=mRTpV
M=0,72g 0,082atm·L·mol ·K 110+273 K
0,967atm·0,559L=41,8g·mol
Apartirdelosdatosproporcionadossepuedeobtenerquelafórmulaempíricaes:
14,3gH85,7gC
12gC1molC
1molH1gH
=2molH1molC
formulaempırica: CH2
A partir de la masa molar obtenida y la fórmula empírica se obtiene que la fórmulamoleculares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 70
n=41,8g·mol
14g·mol=3formulamolecular:C3H6
Larespuestacorrectaeslac.
1.178.En30gdeunóxido hay4,0gdeoxígeno.Silamasaatómicadeloxígenoes16,00u,lamasaatómicadelmetalexpresadaenues:a)32b)122c)208d)240
(O.Q.L.Asturias2011)
ApartirdelaestequiometríadelMO sepuedeobtenerlamasaatómicadelelementoM:
30 4,0 gM4,0gO
1molMxgM
16gO1molO
=1molM2molO
x=208u·átomo
Larespuestacorrectaeslac.
1.179.Enlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,600mLdeclorogassemezclancon200mLdevapordeyodoreaccionandocompletamenteoriginándose400mLdenuevogassinvariarnilapresiónnilatemperatura.¿Cuáleslafórmulamoleculardedichogas?a)IClb) c) d)
(O.Q.L.Asturias2011)
RelacionandolosvolúmenesdeambosgasesyteniendoencuentalaleydeAvogadro:
600mLCl200mLI
1molCl22,4LCl
2molCl1molCl
22,4LI1molI
1molI2molI
=3molClmolI
formula:ICl3
Larespuestacorrectaeslad.
1.180.Unmol:a)eslamasade6,023·10 átomosdehidrógeno.b)deátomosdehidrógenotieneunamasade1uma.c)dehormigasson6,023·10 hormigas(silashubiera).d)deoxígenogaseosotieneunamasade16g.
(O.Q.L.Murcia2011)
a)Falso.Elmolindicaelnúmerodepartículasrelacionadoconunadeterminadamasa.
b)Falso.Esenúmerodeátomosdehidrógenotieneunamasade1g.
c) Verdadero. Un mol corresponde a un número de Avogadro de partículas. No es launidadapropiadaparacontaralgoquenoseanpartículas.
d)Falso.EloxígenogaseosotienenporfórmulaO ysumasamolares32g.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 71
1.181.Elcobrepuedeobtenersedelasmenasdelossiguientesminerales.Señalecuáldeellostieneelmayorcontenidoencobre:a)Calcopirita, b)Cobelita,CuSc)Calcosina, d)Cuprita,
(O.Q.L.Murcia2011)
a)Falso. CuFeS 1molCu
1molCuFeS 63,5gCu1molCu
1molCuFeS 183,3gCuFeS
100=34,6%Cu
b)Falso. CuS1molCu1molCuS
63,5gCu1molCu
1molCuS95,5gCuS
100=66,5%Cu
c)Falso. Cu S2molCu1molCu S
63,5gCu1molCu
1molCu S159,0gCu S
100=79,9%Cu
d) . Cu O2molCu1molCu O
63,5gCu1molCu
1molCu O143,0gCu O
100=88,8%Cu
Larespuestacorrectaeslad.
1.182. Cuando se hace arder un trozo de 50 g de carbón y teniendo en cuenta la ley deconservacióndelamasa,sepuededecirquelosproductosdelacombustión:a)Pesaránmásde50gb)Pesaránmenosde50gc)Pesaránexactamente50g,puestoquelamasanisecreanisedestruyed)Nopesaránnada,porqueseconviertenengases
(O.Q.L.Murcia2011)
Laecuaciónajustadacorrespondientealacombustióndelcarbón(supuestopuro)es:
C(s)+O2(g)CO2(g)
De acuerdo con la misma, si se parte de 50 g de C, los productos pesaránmás de esacantidadyaquehayquetenerencuentalamasadeO2consumida.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.183.Unamuestracristalizadadeclorurodemanganeso(II)hidratado, ·x ,yquepesa4,50gsecalientahastaeliminartotalmenteelaguaquedandounresiduopulverulentosecoquepesa2,86g.¿Cuálseráelvalordex?a)2b)4c)6d)8
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
LarelaciónmolarentreH OyMnCl es:
4,5 2,86 gH2O2,86gMnCl2
1molH2O18gH2O
125,9MnCl21molMnCl2
=4molH2OmolMnCl2
Larespuestacorrectaeslab.
(SimilaralpropuestoenCastillayLeón2010).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 72
1.184.LamasaatómicadeunátomoMes40ylamasamoleculardesucloruroes111g/mol.ConestosdatossepuedededucirquelafórmulamásprobabledelóxidodeMes:a) b)MOc) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Lafórmuladelclorurometálico,MCl ,es:
111 40 gCl1molM
1molCl35,5gCl
=2molClmolM
De la fórmulasededucequeelnúmerodeoxidacióndelelementoMes+2,portanto, lafórmulamásprobabledelóxidodebeserMO.
Larespuestacorrectaeslab.
1.185. Se calentó en atmósfera de oxígeno unamuestra de 2,500 g de uranio. El óxidoresultantetieneunamasade2,949g,porloquesufórmulaempíricaes:a) b)UOc) d)
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Lamasadeoxígenocontenidaenlamuestradeóxidoes:
2,949góxido−2,500guranio=0,449goxígeno
Lafórmulamássencilladelóxidoes:
0,449gO2,500gU
1molO16gO
238gU1molU
=8molO3molU
formula:
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón2008).
1.186. Determinar qué cantidad de las siguientes sustancias contienemayor número deátomos:a)0,5molde b)14gramosdenitrógenomolecularc)67,2Ldegashelioencondicionesnormalesdepresiónytemperaturab)22,4gramosdeoxígenomolecular
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
a)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen0,5moldeSO2es:
0,5molSO23molatomos1molSO2
LatomosSyO1molatomos
=1,5LatomosSyO
b)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen14gdeN2es:
14gN21molN228gN2
2molN1molN2
LatomosN1molN
=LatomosN
c)Verdadero.Elnúmerodeátomoscontenidosen67,2LdeHe,medidosencondicionesnormales,es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 73
67,2LHe1molHe22,4LHe
LatomosHe1molHe
=3LátomosHe
d)Falso.Elnúmerodeátomoscontenidosen22,4gdeO2es:
22,4gO21molO232gO2
2molO1molO2
LatomosO1molO
=1,4LatomosO
Larespuestacorrectaeslac.
(SimilaralpropuestoenCastillayLeón2008).
1.187.¿Cuántasmoléculasdeozonohayen3,20gdeO3?a)4,0·10 b)6,0·10 c)1,2·10 d)6,0·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Elnúmerodemoléculasqueintegranunamuestrade3,20gdeO3es:
3,20gO31molO348gO3
6,022·1023moleculasO3
1molO3=4,0·1022moléculasO3
Larespuestacorrectaeslaa.
1.188.Elporcentajeenmasadeoxígenoen ·18 es:a)9,60b)28,8c)43,2d)72,0e)144
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Elporcentajeenmasadeoxígenoenlasustanciaes:
30molO1molAl SO ·18H O
16gO1molO
1molAl SO ·18H O666gAl SO ·18H O
100=72,0%O
Larespuestacorrectaeslad.
1.189.Enunmoldesulfatodealuminiotenemos:a)Tresátomosdeazufreb)Docemolesdeoxígenoc)72,276·10 átomosdeoxígenod)Seisátomosdealuminio
(O.Q.L.Murcia2012)
a‐c)Falso.Laspropuestassonabsurdasparaunmoldesustancia.
b)Verdadero.
1molAl SO12molO
1molAl SO=12
d)Falso.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 74
1molAl SO2molAl
1molAl SO6,022·1023atomosAl
1molAl=12,044·1023atomosAl
Larespuestacorrectaeslad.
1.190.Unamuestrade0,72gdeuncompuestoenestadogaseosoa110°Cy0,967atmocupaunvolumende0,559L.¿Cuálessufórmulamolecular?a) b) c) d) (Dato.R=0,082atm·L· · )
(O.Q.L.Murcia2012)
Considerando comportamiento ideal, la masa molar de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
M=mRTpV
M=0,72g 0,082atm·L·mol ·K 110+273 K
0,967atm·0,559L=41,8g·mol
ElúnicohidrocarburopropuestocuyamasamolarseasimilareselquetieneporfórmulamolecularC3H6.
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenValencia2011).
1.191.PuestoqueelNaOHsenombracomohidróxidodesodio,elHClOsenombrará:a)Hidróxidodeclorob)Clorurobásicodehidrógenoc)Monooxoclorato(I)dehidrógenod)Hidroxicloruro
(O.Q.L.Murcia2012)
LafórmulaHClOcorrespondeaunoxoácido,monooxoclorato(I)dehidrógenooácidohipocloroso.
Larespuestacorrectaeslac.
1.192.¿Quécompuestotienemayorporcentajedenitrógenopormasa?a) (M=33,0)b) (M=64,1)c) (M=76,0)d) (M=78,1)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Elporcentajeenmasadenitrógenoencadaunadelassustanciases:
a)NH OH1molN
1molNH OH14gN1molN
1molNH OH33,0gNH OH
100=42,4%N
b)NH NO 2molN
1molNH NO14gN1molN
1molNH NO64,1gNH NO
100=43,7%N
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 75
c)N O 2molN
1molN O14gN1molN
1molN O76,0gN O
100=36,8%N
d)NH NH CO 2molN
1molNH NH CO14gN1molN
1molNH NH CO78,1gNH NH CO
100=35,9%N
Lasustanciamásricaennitrógenoes .
Larespuestacorrectaeslab.
1.193.Unasustanciaesunaformademateriaquesecaracterizapor:a)Tenerpropiedadesdistintivasycomposicióndefinida.b)Estarconstituidaporunúnicoelementoquímico.c)Tenersiempreestadofísicosólido.d)Tenerpropiedadescaracterísticasycualquiercomposición.
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Una sustancia tiene una composición química definida (ley de Proust) y propiedadescaracterísticas.
Larespuestacorrectaeslaa.
1.194.Si es lafórmulaempíricadeuncompuesto¿quéotrainformaciónsenecesitaparadeterminarsufórmulamolecular?a)Larelaciónestequiométricadeloscomponentes.b)Elestadofísicodelmismo.c)Lamasamolar.d)Nosenecesitainformaciónadicional.
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Lafórmulaempíricadelasustanciasería yparadeterminarlafórmulamoleculares preciso determinar el valor de n. Esto se consigue conociendo la masa molar de lasustancia.
n=Masamolardelcompuesto
MasamolardelaformulaempıricaAB
Larespuestacorrectaeslac.
1.195.Ungramodemoléculasdehidrógenocontienelamismacantidaddeátomosque:a)Ungramodeátomosdehidrógeno.b)ungramodeamoniaco.c)Ungramodeagua.d)Ungramodeácidosulfúrico.
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Elnúmerodeátomosdehidrógenocontenidosen1gdeH es:
1gH1molH2gH
2molH1molH
LatomosH1molH
=LátomosH
a)Verdadero.
1gH1molH1gH
LatomosH1molH
=LátomosH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 76
b)Falso.
1gNH1molNH17gNH
3molH
1molNHLatomosH1molH
=3L17
atomosH
c)Falso.
1gH O1molH O18gH O
2molH
1molH OLatomosH1molH
=L9atomosH
d)Falso.
1gH SO1molH SO98gH SO
2molH
1molH SOLatomosH1molH
=L49
atomosH
Larespuestacorrectaeslaa.
1.196.Unamuestrade4,0gdecalcioseoxidanenexcesodeoxígenoparadar5,6gdeunóxidodecalcio.¿Cuáleslafórmuladeesteóxido?a)CaOb) c) a)
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Lamasadeoxígenocontenidaenlamuestradeóxidoes:
5,6góxido−4,0gcalcio=1,6goxígeno
Lafórmulamássencilladelóxidoes:
1,6gO4,0gCa
1molO16gO
40gCa1molCa
=1molOmolCa
formula:
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralaspropuestasenCastillayLeón2008y2011).
1.197.¿Cuáldelassiguientesfórmulascorrespondealhidróxidodebario?a) b) c) d)BaO
(O.Q.L.LaRioja2012)
Lafórmuladelhidróxidodebarioes .
Larespuestacorrectaeslab.
1.198. La combustión de 6 g de un determinado alcohol produjo 13,2 g de . ¿De quéalcoholsetrata?a)Propanolb)1‐Metilpentanolc)Etanold)3‐Metilpentanol
(O.Q.L.LaRioja2012)
Como se trata de alcoholes saturados cuya fórmula general es C H O, y teniendo encuentaqueenlacombustióntodoelcarbonodelhidrocarburosetransformaenCO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 77
13,2gCO6galcohol
1molCO44gCO
1molC1molCO2
=0,05molC
galcohol
Losmetilpentanoles son isómerosy sepueden considerar comosi se trataradelmismoalcohol.Sabiendoquelasmasasmolaresdelosalcoholesson:
Alcohol Propanol Metilpentanol Etanol
Fórmula C H O C H O C H O
M/g· 60 102 46
Elúnicoalcoholquecumplerelacióndenúmerosenterossencilloseselpropanol, .
0,05molCgalcohol
60galcohol1molalcohol
=3molC
molalcohol
Larespuestacorrectaeslaa.
1.199.Unamuestrade10,00gdeuncompuestoquecontieneC,HyOsequemacompletamenteproduciendo14,67gdedióxidodecarbonoy6,000gdeagua.¿Cuáleslafórmulaempíricadelcompuesto?a) b) c) d)
(O.Q.L.Galicia2012)
ElnúmerodemolesdeátomosdecadaelementoenlamuestradecompuestoX:
14,67gCO21molCO244gCO2
1molC1molCO2
=0,333molC
6,000gH2O1molH2O18gH2O
2molH1molH2O
=0,333molH
Eloxígenocontenidoenlamuestrasecalculapordiferencia:
10,00gX 0,333molC12gC1molC
0,333molH1gH1molH
=5,666gO
5,666gO1molO16gO
=0,354molO
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilla:
0,333molC0,333molH
=1molC1molH
0,354molO0,333molH
≈1molOmolC
formulaempırica:
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 78
1.200.Lasaldeplatadeunácidoorgánicomonocarboxílicocontieneun64,63%deplata.Sabiendoquelamasaatómicadelaplataes107,8;lamasamoleculardelácidoes:a)166,8b)60c)59d)165,8e)167
(O.Q.L.Valencia2012)
Lacantidaddeplataenlasalpermitecalcularsumasamolaryapartirdeestaladelácidomonocarboxílico:
100gAgX64,63gAgX
107,8gAg1molAg
1molAg1molAgX
=166,8g
molAgX
Comocadamoldeplatareemplazaaunmoldehidrógenodelácido,lamasamolardeestees:
166,8g
molAgX 1molAg
107,8gAg1molAg
1molH1gH1molH
M=60gmol
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 79
2.PROBLEMASdeCONCEPTOdeMOLyLEYESPONDERALES
2.1.Unagotadeácidosulfúricoocupaunvolumende0,025mL.Siladensidaddelmismoes1,981 g· , calcule el número demoléculas de ácido sulfúrico que hay en la gota y elnúmerodeátomosdeoxígenopresentesenlamisma.¿Cuántopesaunamoléculadeácidosulfúrico?
(Dato.NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Canarias1996)
ElnúmerodemolesdeH SO contenidosenunagotaes:
1gotaH2SO40,025mLH SO1gotaH SO
1,981gH SO1mLH SO
1molH SO98gH SO
5,1 10 4molH SO
ElnúmerodemoléculasdeH SO ydeátomosdeOcontenidosenunagotaes:
5,1·10 4molH SO6,022·10 moleculasH SO
1molH SO=3,0·1020moléculas
3,0·1020moleculasH SO4atomosO
1moleculaH SO=1,2·1020átomosO
LamasadeunamoléculadeH SO es:
98gH SO1molH SO
1molH SO
6,022·10 moleculasH SO=1,6·10 22
gmolécula
22. Por análisis de un compuesto orgánico líquido se determina que contiene 18,60% decarbono,1,55%dehidrógeno,24,81%deoxígenoyelrestodecloro.a)Determinarlafórmulaempíricadelcompuesto.Alevaporar1,29gramosdedichasustanciaenunrecipientecerrado,a la temperaturade197°Cypresiónatmosféricanormal,éstosocupanunvolumende385 .b)¿Cuáleslafórmulamoleculardelcompuesto?Aldisolver2,064gramosdelcompuesto,enestadolíquido,enaguadestiladasuficienteparaobtener500mLdedisolución, sedetectaqueésta tiene carácterácido;50 deella seneutralizancon32 deunadisoluciónobtenidaaldisolver2gdehidróxidodesodiopuroenaguadestilada,hastaconseguir1litrodedisolución.c)Escriba laposibleecuaciónquímicacorrespondientea lareacciónentre lassustanciaseindiqueelnúmerodemolesdecadaunadeellasquehanreaccionado.d)¿CuáleselpHdeladisolucióndehidróxidodesodio?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia1997)
a‐b)Elporcentajedecloroenesecompuestoes:
100%compuesto(18,60%C+1,55%H+24,81%O)=55,04%Cl
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuesto X a partir de su masa molar. Suponiendo que en estado gaseoso éste secomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienesumasamolar:
M=1,29g 0,082atm·L·mol 1·K 1 197+273 K
1atm·385cm10 cm1L
=129,1g·mol 1
ParaobtenerlafórmulamoleculardeX:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 80
18,60gC100gX
1molC12gC
129,1gX1molX
=2molCmolX
1,55gH100gX
1molH1gH
129,1gX1molX
=2molHmolX
24,81gO100gX
1molO16gO
129,1gX1molX
=2molOmolX
55,04gCl100gX
1molCl35,5gCl
129,1gX1molX
=2molClmolX
fórmulamolecular:
Simplificandolafórmulaanteriorseobtienelafórmulaempíricaosencilla, .
DadalafórmulamolecularC Cl H O ,yteniendoencuentaquesetratadeuncompuestoácido,sufórmulasemidesarrolladapodríaserCHCl COOH.
c)Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónes:
(aq)+NaOH(aq) (aq)+H2O(l)
Comolareacciónesmolamol,elnúmerodemolesquereaccionandeambasespecieseselmismo.
LaconcentracióndeladisolucióndeNaOHes:
NaOH =2gNaOH
1Ldisolucion1molNaOH40gNaOH
=0,05M
ElnúmerodemolesdeNaOHqueseneutralizanes:
32mLNaOH0,05M0,05molNaOH
103mLNaOH0,05M=1,6·10 3molNaOH
LaconcentracióndeladisolucióndeCHCl2‐COOHes:
CHCl COOH =2,064gCHCl COOH500mLdisolucion
1molCHCl COOH129,1gCHCl COOH
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,032M
ElnúmerodemolesdeCHCl COOHqueseneutralizanes:
50mLCHCl COOH0,032M0,032molCHCl COOH
103mLCHCl COOH0,032M=1,6·10 3mol
d)ElNaOHesunabasefuertequeseencuentracompletamentedisociadaeniones,porlotanto,[OH ]=[NaOH]=0,05M:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
pOH=‐log 0,05 =1,3pH=141,3=12,7
2.3. El nitrógeno forma tres óxidos, en los que los porcentajes enmasa de oxígeno son36,35%, 53,32% y 69,55%, respectivamente. Comprueba que se cumple la ley de lasproporcionesmúltiples.
(Valencia1998)
LaleydeDaltondelasproporcionesmúltiplesdiceque:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 81
“lasmasasdeunelementoque secombinanconunamasa fijadeotro,para formardiferentescompuestos,estánenrelacióndenúmerosenterossencillos”.
Considerandounamasafijade,porejemplo28gdeN ,lasmasasdeO quesecombinanconestaencadaunodelostresóxidosA,ByCson:
ÓxidoA(36,35%O )
28gN 36,35gO63,65gN
=15,99gO
ÓxidoB(53,32%O )
28gN 53,32gO46,68gN
=31,98gO
ÓxidoC(69,55%O )
28gN 69,55gO30,45gN
=63,95gO
RelacionandoentresílasmasasdeO2seobtiene:
63,95gO (oxidoC)31,98gO (oxidoB)
=21
63,95gO (oxidoC)15,99gO (oxidoA)
=41
31,98gO (oxidoB)15,99gO (oxidoA)
=21
ValoresquedemuestranquesecumplelaleydeDaltondelasproporcionesmúltiples.
2.4.Contestaverdaderoofalsoalasafirmacionessiguientes,justificandolarespuesta.Enlareaccióndecombustión:
(g)+132
(g)
4 (g)+5 O(l)
secumpleque:a)Cuandosequema1moldebutanoseforman4molesde .b)Cuandosequema1moldebutanoquepesa58g/mol,seforman266gdeproductos.c)Cuandosequeman10Ldebutanoencondicionesnormalesseforman40Lde enlasmismascondiciones.d)Cuandosequeman5gdebutanoseforman20gde .
(Valencia1999)
a)Verdadero.YaquelarelaciónestequiométricaexistenteentreC H yCO es1:4.
b)Verdadero. De acuerdo con la ley de conservación de lamasa de Lavoisier, lamasainicial(reactivos)suponiendoquelareacciónestotales:
1molC H 58gC H1molC H
+6,5molO 32gO1molO
=266g
Valorquecoincideconlamasadelosproductosformados.
c)Verdadero.RelacionandoelvolumendeC H yeldeCO :
10LC H1molC H22,4LC H
4molCO1molC H
22,4LCO1molCO
=40LCO
d)Falso.RelacionandolamasadeC H yladeCO :
5gC H1molC H58gC H
4molCO1molC H
44gCO1molCO
=15,2gCO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 82
2.5.Contestaverdaderoofalsoalasafirmacionessiguientes,justificandolarespuesta.a)TodoslospuntosdelateoríaatómicadeDaltonseaplicanenlaactualidad.b)LateoríaatómicadeDaltonnopuedeexplicarlaleydeconservacióndelamasa.c)LateoríaatómicadeDaltonnopuedeexplicar la leyde losvolúmenesgaseososdeGay‐Lussac.d)TodosloselementosdelsistemaperiódicosonmonoatómicoscomoHe,Li,…odiatómicoscomoO2,N2,…
(Valencia1999)
a) Falso. Ya que el descubrimiento del electrón por parte de J.J. Thomson acabó lapropuestadequelosátomossonindivisibles.
LademostracióndelaexistenciadeisótoposporpartedeAstonacabóconlapropuestadetodoslosátomosdeunmismoelementosonidénticos.
LademostracióndequealgunoselementosformabanmoléculasdiatómicasporpartedeCannizzaro acabó con la propuesta de que los átomos de diferentes elementos secombinabanenproporcionessencillasparaformarmoléculas.
b)Falso. Ya que aunque para Dalton todos los elementos debían sermonoatómicos, lamasa en una reacción química se mantenía constante independientemente de que seequivocaraenlafórmulaquedebíantenerlasmoléculasdeloscompuestosresultantes.
c) Verdadero. Existía una contradicción entre la propuesta de moléculas gaseosasmonoatómicasdeDaltonyelresultadoexperimentalobtenidoporGay‐Lussac.Sólopodíaexplicarselaleysiseaceptabaquelasmoléculasgaseosasdeelementoserandiatómicas.
d)Verdadero.Todos loselementossonmonoatómicosexcepto lossietecapaces formarmoléculasdiatómicascomosonH ,N ,O ,F ,Cl ,Br eI ,quenoerancontempladosporlateoríadeDalton.
2.6.Enelfondodeunreactorsehaencontradounaescoriadesconocida.Analizados12,5gdeestepolvosehaencontradoqueconteníaun77,7%dehierroyun22,3%deoxígeno.¿Cuáleslafórmulaestequiométricadeestecompuesto?
(Galicia2000)
Secalculaelnúmerodemolesdeátomosdecadaelemento:
12,5gescoria77,7gFe
100gescoria1molFe55,85gFe
=1,39molFe
12,5gescoria22,3gO
100gescoria1molO16gO
=1,39molO
Relacionando entre sí el número de moles de cada elemento se obtiene la fórmulaempíricaosencilladelcompuesto:
1,39molFe1,39molO
=1molFemolO
Formulaempırica:FeO
2.7.UnamezcladeAgClyAgBrcontieneun21,28%deBr.a)¿CuáleselporcentajedeAgBrenlamezcla?b)¿CuáleselporcentajedeAgenlamezcla?
(Canarias2001)
a)LamasadeAgBrcontenidaen100gdemezclaes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 83
21,28gBr100gmezcla
1molBr79,9gBr
1molAgBr1molBr
187,8gAgBr1molAgBr
=0,5gAgBrgmezcla
50%AgBr
ElrestodelamezclaesAgCl,50%.
b)LamasadeAgprocedentedelAgBrcontenidaen100gdemezclaes:
50gAgBr100gmezcla
1molAgBr187,8gAgBr
1molAg1molAgBr
107,9gAg1molAg
=0,287gAg
gmezcla28,7%Ag
LamasadeAgprocedentedelAgClcontenidaen100gdemezclaes:
50gAgCl100gmezcla
1molAgCl143,4gAgCl
1molAg1molAgCl
107,9gAg1molAg
=0,376gAg
gmezcla37,6%Ag
Elporcentajetotaldeplataenlamezclaes:
28,7%Ag(procedentedelAgBr)+37,6%Ag(procedentedelAgCl)=66,3%Ag
2.8. El análisis de un escape de un proyectil de artillería de la 1ªGuerraMundial da lossiguientes resultados: hidrógeno = 3,88% y arsénico = 96,12%. ¿Cuál es la fórmulaestequiométricadeestecompuesto?
(Galicia2001)
Tomandounabasedecálculode100gdecompuesto,secalculaelnúmerodemolesdeátomosdecadaelemento:
100gcompuesto3,88gH
100gcompuesto1molH1gH
=3,88molH
100gcompuesto96,12gAs
100gcompuesto1molAs74,9gAs
=1,28molAs
Relacionando entre sí el número de moles de cada elemento, se obtiene la fórmulaempíricaosencilladelcompuesto:
3,88molH1,28molAs
=3molHmolAs
formulaempırica:AsH3
2.9.Unamuestrade30,0gdeuncompuestoorgánico, formadoporC,HyO,sequemaenexcesodeoxígenoyseproducen66,0gdedióxidodecarbonoy21,6gdeagua.a)Calculeelnúmerodemoléculasdecadaunodeloscompuestosqueseforman.b)¿Cuáleslafórmulamoleculardelcompuesto,sisumasamoleculares100?
(Extremadura2001)
a)ElnúmerodemoléculasdeCO es:
66,0gCO 1molCO44gCO
6,022·1023moleculasCO
1molCO=9,0·1023moléculas
ElnúmerodemoléculasdeH Oes:
21,6gH O1molH O18gH O
6,022·1023moleculasH O
1molH O=7,2·1023moléculasH2O
b) Teniendo en cuenta que en la combustión del compuesto orgánico (X) todo el C setransformaenCO yelHenH O,losmolesdeátomosenlamuestradelcompuestoXson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 84
66,0gCO 1molCO44gCO
1molC1molCO
=1,5molC
21,6gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
=2,4molH
EloxígenocontenidoenelcompuestoXsecalculapordiferencia:
30gX– 1,5molC12gC1molC
+2,4molH1gH1molH
=9,6gO
9,6gO1molO16gO
=0,6molO
Paraobtener la fórmulamolecular se relacionan losmolesdeátomosde cadaelementoconlamasamolardelcompuestoX:
1,5molC30gX
100gX1molX
=5molCmolX
2,4molH30gX
100gX1molX
=8molHmolX
0,6molO30gX
100gX1molX
=2molOmolX
formulamolecular:C5H8O2
(Esteproblemaapareceresueltoenelapartadob)delproblemaO.Q.N.CiudadReal1997).
2.10.Cuando secalientan2,451gde puroy seco, se liberan0,96gdeoxígenoy seobtienetambiénuncompuestosólido,MX,quepesa1,491g.Cuandoestaúltimacantidadsetrataconexcesode reaccionacompletamenteyforma2,87gdeAgXsólido.CalculalasmasasatómicasdeMyX.
(Canarias2002)
LlamandoxalamasamolardelelementoXeyaladelelementoM.
RelacionandolascantidadesMXO yO:
2,451gMXO1molMXO
x+y+48 gMXO3molO
1molMXO16gO1molO
=0,96gO
RelacionandolascantidadesMXyAgX:
1,491gMX1molMXx+y gMX
1molX1molMX
1molAgX1molX
x+107,9 gAgX1molAgX
=2,87gAgX
Seobtienenlassiguientesecuaciones:
74,55=x+y
0,52 107,9+x =x+y
LasmasasmolaresdeloselementosXyMson,respectivamente:
x=35,45g· y=39,1g·
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 85
2.11.Cuandosequeman2,371gdecarbono,seforman8,688gdeunóxidodeesteelemento.Encondicionesnormales,1litroesteóxidopesa1,9768g.Encontrarsufórmula.
(Baleares2002)
Enprimerlugarsecalculalamasamolardelóxido:
M=1,9768gL·22,4
Lmol
=44,2gmol
Lacantidaddeoxígenoquecontienelamuestradeóxidoes:
8,688góxido–2,371gC=6,317gO
Paraobtenerlafórmulamoleculardelóxido:
2,371gC8,688goxido
1molC12gC
44,2goxido1moloxido
=1molC
moloxido
6,317gO8,688goxido
1molO16gO
44,2goxido1moloxido
=2molO
moloxido
Formulamolecular:CO2
Setratadeldióxidodecarbono,CO2.
2.12.Seintroducenenuntubograduado(eudiómetro)20 deunhidrocarburogaseosodesconocido, , y50 deoxígeno.Despuésde la combustión y la condensacióndelvapordeaguaalvolveralascondicionesinicialesquedaunresiduogaseosode30 queal ser tratado con potasa cáustica se reduce a 10 . Determine la fórmula delhidrocarburo.
(CastillayLeón2002)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelhidrocarburoes:
C H + x+y4O xCO +
y2H O
Al atravesar los gases fríos procedentes de la combustión (CO y O sobrante) ladisoluciónacuosadeKOHseproducelaabsorcióndelCO quedandoelO sonreaccionar.Portanto,silos30cm degasessereducena10cm ,quieredecirquelamezclacontenía20cm deCO y10cm deO sinreaccionar.
Considerandocomportamientoidealparalosgases,ydeacuerdoconlaleydeAvogadro,larelaciónvolumétricacoincideconlarelaciónmolar:
20cm CO20cm hidrocarburo
1molCO
1molhidrocarburo
1molC1molhidrocarburo
ElvolumendeO consumidoporelcarbonodelhidrocarburoes:
20cm CO 1cm O1cm CO
=20cm O
Si se consumen 40 cm de O y 20 cm son consumidos por el carbono, los 20 cm restantesreaccionanconelhidrógeno:
20cm O20cm hidrocarburo
1molO
1molhidrocarburo2molH1molO
2molH
1molhidrocarburo
Larelaciónmolares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 86
2molH1molhidrocarburo
1molC1molhidrocarburo
=2molH1molC
2molH1molH
=4molH1molC
Formulamolecular:CH4
Elhidrocarburoencuestióneselmetano,CH4.
2.13.Indicaen1molde :a)Elnúmerototaldeátomos.b)Elnúmerototaldemoléculas‐fórmula.c)Elnúmerototaldeionesdivalentes.d)Elnúmerototaldeionestrivalentes.
(Dato.NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia2002)
a)Elnúmerototaldeátomoses:
1molFe O 5molesatomos1molFe O
Latomos
1molatomos=3,01·1024átomos
b)Elnúmerototaldemoléculas‐fórmulaes:
1molFe O Lmoleculas‐formula
1molFe O=6,02·1023moléculas‐fórmula
c)Elnúmerototaldeionesdivalenteses:
1molFe O 3molesO1molFe O
LionesO1molO
=1,81·1024ionesO2‐
d)Elnúmerototaldeionestrivalenteses:
1molFe O2molesFe1molFe O
LionesFe1molFe
=1,20·1024iones
2.14.Elanálisiselementaldeundeterminadocompuestoorgánicoproporcionalasiguienteinformación sobre su composición: carbono 30,45%; hidrógeno 3,83%; cloro 45,69% yoxígeno20,23%.Ladensidaddesuvapores5,48vecesladelaire,queesiguala1,29g/Lenc.n.¿Cuáleslafórmulamoleculardelcompuesto?
(Baleares2003)
Previamente,secalculalamasamolardelcompuesto.
d Xaire
d=densidadrelativaX=densidaddelcompuestoXaire=densidaddelaire
sustituyendo
X=5,48 1,29g·L1 =7,07g·L 1
Comoelvolumenmolardeungas;encondicionesnormales,es22,4L·mol 1:
M= 7,07g·L 1 22,4L·mol 1 =158,3g·mol 1
ParaobtenerlafórmulamoleculardelcompuestoorgánicoX:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 87
30,45gC100gX
1molC12gC
158,3gX1molX
=4molCmolX
3,83gH100gX
1molH1gH
158,3gX1molX
=6molHmolX
45,69gCl100gX
1molCl35,5gCl
158,3gX1molX
=2molClmolX
20,23gO100gX
1molO16gO
158,3gX1molX
=2molOmolX
formulamolecular:C4H6Cl2O2
2.15. Calcula la fórmula empírica de un compuesto cuya composición centesimal es: C =24,25%;H=4,05%yCl=71,7%.Sabiendoque3,1gdedichocompuestoenestadogaseosoa110°Cy744mmHgocupanunvolumende1L,calculalafórmulamolecular.¿Cuántosmolesymoléculasdelcompuestohabráenlos3,1g?
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Canarias2003)
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuesto X a partir de su masa molar. Suponiendo que en estado gaseoso éste secomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienesumasamolar:
M=3,1g 0,082atm·L·mol 1·K 1 110+273 K
744mmHg·1L760mmHg
1atm=99,5g·mol 1
ParaobtenerlafórmulamoleculardelasustanciaX:
24,25gC100gX
1molC12gC
99,5gX1molX
=2molCmolX
4,05gH100gX
1molH1gH
99,5gX1molX
=4molHmolX
71,7gCl100gX
1molCl35,5gCl
99,5gX1molX
=2molClmolX
formulamolecular:
De acuerdo con la masa molar obtenida, el número moles y moléculas del compuestoC Cl H es:
3,1gC Cl H1molC Cl H99,5gC Cl H
=0,031mol
0,031molC Cl H6,022·10 moleculasC Cl H
1molC Cl H=1,9· moléculas
2.16.Unamuestrade1,5g·deun compuestoorgánico formadoporC,H yO sequema enexcesodeoxígenoproduciéndose2,997gde y1,227gde .Si0,438gdelcompuesto,alvaporizarloa100°Cy750mmHg,ocupan155mL,deducirlafórmulamoleculardedichocompuesto.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Cádiz2003)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 88
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuesto X a partir de su masa molar. Suponiendo que en estado gaseoso éste secomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienesumasamolar:
M=0,438g 0,082atm·L·mol 1·K 1 100+273 K
750mmHg·155mL760mmHg
1atm10 mL1L
=87,6g·mol 1
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO .
2,997gCO1,5gX
1molCO44gCO
1molC1molCO
87,6gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O:
1,227gH O1,5gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
87,6gX1molX
=8molHmolX
ElOcontenidoenelcompuestoXsedeterminapordiferencia:
87,6gX 4molC12gC1molC 6molH
1gH1molH
1molXgO
1molO16gO
=2molOmolX
Lafórmulamolecularoverdaderaes .
2.17.Cuandosecalientaunhidratodesulfatodecobre,sufreunaseriedetransformaciones:Unamuestrade2,574gdeunhidrato"A"secalentóa140°Ctransformándoseen1,833gdeotrohidrato"B",quealsercalentadaa400°Csetransformóen1,647gdesalanhidra.Ésta,calentadaa1000°Cproporcionó0,819gdeunóxidodecobre.Calculalasfórmulasdeloshidratos"A"y"B"ydelóxidodecobre.
(Valencia2003)
Loshidratosestánconstituidosporlassiguientescantidades:
HidratoA1,647gsalanhidra
2,547 1,647 gH O=0,927gH O
HidratoB1,647gsalanhidra
1,833 1,647 gH O=0,186gH O
Enprimer lugar,hayquedeterminardequésulfatodecobrese trata.Ladeterminaciónpuedehacerseapartirlacantidaddeóxidodecobreobtenidoalfinaldelproceso:
0,819gCu O1molCu O
63,5x+16 gCu O1molCu SO1molCu O
63,5x+96 gCu SO1molCu SO
=1,647gCu SO
Seobtienex≈1.Setratadel .
ParaobtenerlafórmuladeloshidratosserelacionanlosmolesdeCuSO ydeH O:
0,186gH O1molH O18gH O
=1,03·10 molH O
1,647gCuSO1molCuSO159,5gCuSO
=1,03·10 molCuSO
1,03·10 molH O
1,03·10 molCuSO=1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 89
LafórmuladelhidratoBes · .
0,927gH O1molH O18gH O
=5,15·10 molH O
1,647gCuSO1molCuSO159,5gCuSO
=1,03·10 molCuSO
5,15·10 molH O
1,03·10 molCuSO=5
LafórmuladelhidratoAes ·5 .
2.18. Cuando se lleva a cabo la combustión completa de 2 g de cierto hidrocarburo, seobtienen6,286gde y2,571gdevaporde .Sesabeque2gdecompuestoa20°Cy710 mmHg ocupan un volumen de 0,9195 L. Determina la fórmula molecular de dichocompuesto.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1atm=760mmHg)(Canarias2004)
Suponiendoqueenestadogaseosoelhidrocarburosecomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienelamasamolar:
M=2g 0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
710mmHg·0,9195L760mmHg
1atm=55,9g·mol–1
ElCcontenidoenelhidrocarburoXsedeterminaenformadeCO :
6,286gCO2gX
1molCO44gCO
1molC1molCO
55,9gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelhidrocarburoXsedeterminaenformadeH O:
2,571gH O2gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
55,9gX1molX
=8molHmolX
Lafórmulamolecularoverdaderaes .
2.19. El análisis elemental de una cierta sustancia orgánica indica que está compuestaúnicamenteporC,HyO.Aloxidarestasustanciaenpresenciadelcatalizadoradecuado,todoelcarbonoseoxidaadióxidodecarbonoytodoelhidrógenoaagua.Cuandoserealizaestaoxidacióncatalíticacon1gdecompuestoseobtienen0,978gdedióxidodecarbonoy0,200gdeagua.Yaqueelpesomoleculardeestasustanciaes90g/mol:a)Determinalafórmulamoleculardelcompuesto.b)Nombraelcompuestoorgánicodelquetrataelproblema.
(Baleares2004)
Paraobtenerlafórmulamoleculardelcompuestoorgánico(X):
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO :
0,978gCO 1gX
1molCO 44gCO
1molC1molCO
90gX1molX
=2molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O:
0,200gH O1gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
90gX1molX
=2molHmolX
ElOcontenidoenelcompuestoXsedeterminapordiferencia:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 90
90gX 2molC12gC1molC 2molH
1gH1molH
1molXgO
1molO16gO
=4molOmolX
Lafórmulamolecularoverdaderaes .
Conesafórmulamolecular,uncompuestocondosátomosdeCdebetenerlosátomosdeHunidosasendosátomosdeOformandogrupos–OHylosdosrestantesátomosdeoxígenodebenestarunidosalosátomosdecarbonoporenlacesdoblesformandogrupos−C=O,esdecir, la única posibilidad es que el compuesto presente, por lo tanto, dos gruposcarboxilo. Se trata del ácido etanodioico u oxálico cuya fórmula semidesarrollada esCOOH−COOH.
2.20. Un compuesto orgánico contiene un 51,613% de oxígeno, 38,709% de carbono y9,677%dehidrógeno.Calcula:a)Sufórmulaempírica.b)Si2g·deestasustancia,ocupan0,9866La1atmdepresióny100°C,¿cuálessufórmulamolecular?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Cádiz2004)
ParaevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuestoXapartirdesumasamolarysimplificandoéstaobtenerlafórmulaempírica.Suponiendo que en estado gaseoso este se comporta como gas ideal, por medio de laecuacióndeestadoseobtienesumasamolar:
M 2g 0,082atm L mol 1 K 1 100+273 K
1atm 0,9866L 62,0g mol 1
Tomandocomobasedecálculo100gdecompuestoX:
38,709gC100gX
1molC12gC
62,0gX1molX
=2molCmolX
9,677gH100gX
1molH1gH
62,0gX1molX
=6molHmolX
51,613gO100gX
1molO16gO
62,0gX1molX
=2molOmolX
formulamolecular:C2H6O2
Simplificando la fórmula molecular se obtiene que la fórmula empírica o sencilla es.
2.21.El68,8%deunamezcladebromurodeplata y sulfurodeplata esplata.Calcula lacomposicióndelamezcla.
(Valencia2004)
Partiendode100gdemezclayllamandoxalosmolesdeAgBreyalosmolesdeAg Senlamezcla,sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
xmolAgBr187,8gAgBr1molAgBr
+ymolAg S247,8gAg S1molAg S
=100gmezcla
Lacantidaddeplatacontenidaenloscompuestosinicialeses:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 91
xmolAgBr1molAg1molAgBr
+ymolAg S2molAg1molAg S
=68,8gAg1molAg107,9gAg
Resolviendoensistemaformadoporambasecuacionesseobtiene:
x=0,329molAgBr y=0,155molAg S
Lacomposicióndelamezclaexpresadacomoporcentajeenmasaes:
0,329molAgBr187,8gAgBr1molAgBr
100=61,7%AgBr
0,155molAg S247,8gAg S1molAg S
100=38,3%Ag2S
2.22. Determina la densidad del orometálico, sabiendo que cristaliza en una red cúbicacentradaenlascarasyquesuradioatómicoes0,144nm.
(Datos.Masaatómicarelativadeloro=197;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia2004)(Valencia2007)
Como se observa en la figura, una red cúbica centrada en las caras contiene 4 átomos.Además, la diagonal de una cara del cubo está integrada por cuatro radios atómicos. Apartirdeestevalorsepuedeobtenerlaaristadelcubod,yconella,elvolumendelmismo.
8atomos(vertices)8
+6atomos(caras)
2=4atomos
d2+d2=(4r)2d=2√2r
d=2√2(0,144nm)1cm
107nm=4,07·108cm
V=d3=(4,07·108cm)3=6,757·1023cm3
Relacionandomasa,átomosyvolumenseobtieneladensidaddelmetal:
197gmol
1mol
Latomos4atomoscubo
1cubo
6,757·1023cm3=19,4g·cm3
2.23.Porcombustiónde0,6240gdeuncompuestoorgánicoque sólocontieneC,HyO seobtienen 0,2160 g de agua. Todo el carbono contenido en 0,4160 g del dicho compuestoorgánico se transformó en1,2000gde carbonatode calcio.El compuestoorgánico esunácidotriprótico(tricarboxílico),ysusalcontieneun61,22%deplata.Calculalasfórmulasempíricaymoleculardelcompuesto.
(Valencia2004)
Teniendo en cuenta que por tratarse de un ácido tricarboxílico la sal correspondientecontendrá3molesdeplata(Ag3A),sepuedecalcular,enprimerlugar,lamasamolardelácido(H3A):
3molAg1molAg3A
107,9gAg1molAg
1molAg3AMgAg3A
=61,22gAg100gAg3A
Seobtiene,M=528,7g/molAg3A.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 92
Lamasamolardelácido(H3A)seobtienereemplazandolaplatadelasalporhidrógeno:
528,7gAg3A 3molAg107,9gAg1molAg
+ 3molH1gH1molH
=208g
ElCsedeterminaenformadeCaCO3.
1,2000gCaCO30,4160gH3A
1molCaCO3100gCaCO3
1molC
1molCaCO3208gH3A1molH3A
=6molCmolH3A
ElHsedeterminaenformadeH2O.
0,2160gH2O0,6240gH3A
1molH2O18gH2O
2molH1molH2O
208gH3A1molH3A
=8molHmolH3A
ElOsedeterminapordiferencia.
208gH3A 6molC12gC1molC 8molH
1gH1molH
1molH3AgO
1molO16gO
=8molOmolH3A
LafórmulamolecularoverdaderaesC6H8O8.
Simplificando,seobtienequelafórmulaempíricaosencillaes .
2.24. La combustión de 5,60 g de un cicloalcano permite obtener 17,6 g de dióxido decarbono.Sesabequeladensidaddelcompuestoes2,86g· a1atmy25°C.Determinalafórmulamoleculardedichocompuesto.(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(Canarias2005)
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcicloalcano. Suponiendo que en estado gaseoso este se comporta como gas ideal, pormediodelaecuacióndeestadoseobtienelamasamolar:
M=2,86g·L 1 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=69,9g·mol 1
ElCcontenidoenelcicloalcanosedeterminaenformadeCO :
17,6gCO5,60gcicloalcano
1molCO44gCO
1molC1molCO
69,9gcicloalcano1molcicloalcano
=5molC
molcicloalcano
Como los cicloalcanos sonhidrocarburos cíclicos saturados, el resto del contenidodelmismoeshidrógenoysedeterminapordiferencia:
69,9gcicloalcano 5molC12gC1molC gH
1molcicloalcano1molH1gH
=10molH
molcicloalcano
LafórmulamolecularoverdaderadelcicloalcanoesC5H10.
2.25.Enunmatrazde0,5 litrossecolocauna láminadehierroquepesa0,279gyse llenaconoxígenoalapresiónde1,8atmy300K.Traslareacciónparaformarunóxidodehierro,lapresiónenelinteriordelmatrazresultaser1,616atm.Calcule:a)Gramosdeóxidodehierroquesehanformado.b)Fórmuladedichoóxido.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 93
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreFeyO es:
2xFe(s)+yO (g)2Fe O (s)
Al serelO elúnicogaspresenteenelmatraz, ladiferenciaentre lapresión inicial y lafinalproporciona la cantidaddeO reaccionado.Aplicando laecuacióndeestadode losgasesideales:
n=1,8 1,616 atm 0,082atm·L·mol 1·K 1 300K
0,5L=3,7·10 molO
Losgramosdeóxidoformadoseobtienenapartirdelascantidadesreaccionadas:
0,279gFe+3,7·10 molO32gO1molO
=0,397g
Secalculaelnúmerodemolesdeátomosdecadaunodeloselementos:
0,279gFe1molFe55,8gFe
=5,0·10 molFe
3,7·10 molO2molO1molO
=7,4·10 molO
Larelaciónmolarentreamboselementoses:
7,4·10 molO
5,0·10 molFe=1,5
molOmolFe
=3molO2molFe
LaformuladeloxidoesFe2O3
2.26.Laespinaca tieneunaltocontenidoenhierro (2mg/porciónde90gdeespinaca)ytambiénesfuentedeionoxalato( )quesecombinaconlosioneshierroparaformareloxalatodehierro,sustanciaqueimpidequeelorganismoabsorbaelhierro.Elanálisisdeunamuestrade0,109gdeoxalatodehierro indicaquecontiene38,82%dehierro.¿Cuáles lafórmulaempíricadeestecompuesto?
(Baleares2005)
Paraobtenerlafórmulasecalculaelnúmerodemolesdecadaunadelasespecies:
0,109gmuestra38,82gFe
100gmuestra1molFe55,8gFe
=7,6·10 molFe
Elrestohasta100%correspondealcontenidodeoxalato:
0,109gmuestra61,18gC O100gmuestra
1molC O88gC O
=7,6·10 molC O
Relacionandoentresíambascantidades:
7,6·10 molFe
7,6·10 molC O=1
molFemolC O
formulaempırica:FeC2O4
2.27. La hemoglobina de los glóbulos rojos de la mayoría de los mamíferos contieneaproximadamente0,33%dehierroenpeso.Simediante técnicas físicasseobtieneunpesomolecularde68000,¿cuántosátomoshierrohayencadamoléculadehemoglobina?
(Galicia2005)
Relacionandoelhierroconlahemoglobina(hemo):
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 94
0,33gFe100ghemo
1molFe55,8gFe
68000ghemo1molhemo
=4molFe
molhemo4
átomosFemoléculahemo
2.28.Deuncompuestoorgánicogaseososesabeque1gdelmismoocupaunvolumende1La200°Cy0,44atm.Lacombustiónde10gdedichocompuestoda lugara0,455molesde
y0,455molesde .SidichocompuestoestáconstituidoporC,HyO,sepide:a)Obtenersusfórmulasempíricaymolecular.b)Escribir las fórmulasde todos los isómerosposiblesquesecorrespondencon la fórmulamolecularobtenida.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias2006)
a)Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardel compuesto X y, simplificando ésta, obtener la fórmula empírica. Suponiendo que enestadogaseosoéste se comporta comogas ideal,pormediode laecuacióndeestadoseobtienelamasamolar:
M=1g 0,082atm·L·mol 1·K 1 200+273 K
0,44atm·1L=88,2g·mol 1
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO :
0,455molCO 10gX
1molC1molCO
88,2gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O:
0,455molH O10gX
2molH1molH O
88,2gX1molX
=8molHmolX
ElOcontenidoenelcompuestoXsedeterminapordiferencia:
88,2gX 4molC12gC1molC 8molH
1gH1molH
1molXgO
1molO16gO
=2molOmolX
La fórmula molecular o verdadera es C4H8O2 y simplificándola, se obtiene su fórmulaempíricaosencilla .
A la vista de la fórmulamolecular y comparándola con la del hidrocarburo saturadodecuatrocarbonos,C4H10,sededucequeelcompuestodebepresentarunainsaturación,portanto,sicontienedosátomosdeoxígenoloscompuestosposibles,máscorrientes,debenserácidoscarboxílicosyésteres:
– – –COOH ácidobutanoico
–CH –COOH ácidometilpropanoico
– –COO– propanoatodemetilo
–COO– – acetatodeetilo
H–COO– – – formiatodepropilo
H–COO–C formiatodeisopropilo
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 95
2.29.Unamezclade2,6482gde y sesometióadiferentesoperacionesquedieronlugara2,248gde .Calculalacomposicióndelamezclainicial.Datos.Masasmolecularesrelativas: =181,88; =82,94; =149,88.
(Valencia2005)
Llamandox ey a losmoles de V O y VO , respectivamente, presentes en lamezcla sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
xmolV O181,88gV O1molV O
+ymolVO 82,94gVO1molVO
=2,6482gmezcla
LascantidadesdeV O obtenidasapartirdelasmasasinicialesdelosóxidosson:
xmolV O2molV
1molV O1molV O2molV
149,88gV O1molV O
=149,88xgV O
ymolVO 1molV1molVO
1molV O2molV
149,88gV O1molV O
=74,94ygV O
Apartirdelosvaloresanterioressepuedeplantearlasiguienteecuación:
149,88x+74,94y gV O =2,248gV O
Resolviendoelsistemaformadoporambasecuacionesseobtiene:
x=y=0,01mol
Lasmasasdeóxidosdelamezclainicialson:
0,01molV O 181,88gV O1molV O
=1,8188gV O
0,01molVO 82,94gVO1molVO
=0,8294gVO
Lacomposicióndelamezclaexpresadacomoporcentajeenmasaes:
1,8188gV O2,6482gmezcla
100=68,68% 0,8294gVO2
2,6482gmezcla100=31,32%
2.30.DeSainte‐Marie‐aux‐Mines,localidadfrancesa,situadaenlaregióndeAlsacia,juntoala frontera alemana, famosa por sus yacimientosmineros, ricos enminerales de cobre yplata,sehaextraídounmineralargentíferoquecontieneun12,46%declorurodeplata,delqueseobtieneestemetalconunrendimientoenelprocesometalúrgicodel90,4%.Laplataobtenida se transforma enunaaleacióndeplata cuya ley esde916gdeAg /1000gdealeación. Calcular la cantidad de aleación que podrá obtenerse a partir de 2750 kg demineral.
(Murcia2006)
LamasadeAgClcontenidaenelminerales:
2750kgmineral103gmineral1kgmineral
12,46gAgCl100gmineral
=3,43·105gAgCl
LamasadeAgquesepuedeextraerdelAgCles:
3,43·105gAgCl1molAgCl143,4gAgCl
1molAg1molAgCl
107,9gAg1molAg
=2,58·105gAg
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 96
LamasadeAgteniendoencuentaelrendimientoes:
2,58·105gAg90,4gAg(real)100gAg(teorico)
=2,33·105gAg
LamasadealeaciónquesepuedefabricarconlaAgobtenidaes:
2,33·105gAg1000galeacion
916gAg1kgaleacion1000galeacion
=254,4kgaleación
2.31.CiertocompuestoorgánicosólocontieneC,HyO,ycuandoseproducelacombustiónde10gdelmismo, seobtienen8,18gdeagua y11,4Ldedióxidode carbonomedidosa lapresión de 740mmHg y 25°C. Además se sabe que 9,2 g de dicho compuesto ocupan unvolumende14911mLmedidosalapresiónde250mmHgy300°C.a)Determinalasfórmulasempíricaymoleculardeestecompuesto.b) Formula y nombra dos compuestos orgánicos compatibles con la fórmula molecularobtenida.(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(PreselecciónValencia2006)
a)Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardel compuesto X y simplificando esta obtener la fórmula empírica. Suponiendo que enestado gaseoso existe comportamiento ideal, por medio de la ecuación de estado seobtienelamasamolar:
M=9,2g 0,082atm·L·mol 1·K 1 300+273 K
250mmHg·14911mL760mmHg1atm
10 mL1L
=88,1g·mol1
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO .
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeCO es:
n=740mmHg·11,4L
0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm760mmHg
=0,454molCO
0,454molCO 10gX
1molC1molCO
88,1gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O:
8,18gH O10gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
88,1gX1molX
=8molHmolX
ElOcontenidoenelcompuestoXsedeterminapordiferencia:
88,1gX 4molC12gC1molC 8molH
1gH1molH
1molXgO
1molO16gO
=2molOmolX
La fórmula molecular o verdadera es C4H8O2 y simplificándola, se obtiene su fórmulaempíricaosencilla .
b)Loscompuestosconesafórmulamolecularpresentanunainsaturación(dobleenlace)yaque,elhidrocarburosaturadodecuatrocarbonostendríaporfórmulamolecularC4H10.Podría tratarse, entre otros, de un ácido carboxílico o bien de un éster, por lo que doscompuestoscompatiblesconesafórmulapodríanser:
– – –COOHácidobutanoico
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 97
–COO– – acetatodeetilo
2.32.Calculacuántoaumentará lamasade3,5gde siseconviertecompletamenteen ·10 .
(Valencia2006)(O.Q.N.Castellón2008)
Relacionandosustanciaanhidraconsustanciahidratada:
3,5gNa SO1molNa SO142gNa SO
1molNa SO ·10H O
1molNa SO=0,025molNa SO ·10H O
0,025molNa SO ·10H O322gNa SO ·10H O1molNa SO ·10H O
=8,0gNa SO ·10H O
Elaumentodemasaqueseregistraes:
Δm= 8,0gNa SO ·10H O 3,5gNa SO =4,5g
2.33. Las proteínas se encargan de la formación y mantenimiento de la maquinariaestructuralycatalíticadelacélulaviva.Siseconsumenmásproteínasdelasnecesarias,losaminoácidos en exceso experimentan la desaminación (pierden los grupos amino), losresiduoslibresdenitrógenoseutilizanparacompletarlosdepósitosdegrasasehidratosdecarbonoyelnitrógenoseelimina,atravésde laorina,enformadeamoníaco,ureayácidoúrico.Enestasoperacioneselhígadodesarrollaunpapelfundamental.Lamayoría de los animales acuáticos, incluyendomuchos peces, pero no todos, excretansimplementeamoníaco, sin transformarlo.En losanfibiosyen losmamíferosencontramospreferentementeurea,yenlosreptilesyaves,ácidoúrico.Suponiendoqueenunservivoseproduceladesaminaciónde2gdiariosdeácidoglutámico( )yqueel5%delnitrógenototalsetransformaenamoníaco( ),el60%enurea( ) y el 5% en ácido úrico ( ). Calcula la cantidadmáxima de estos trescomponentes,expresadaenmg,presenteenlaorinadiaria.
(Valencia2006)
Lamasadenitrógenocontenidaenlos2gdeácidoglutámico(C5H9NO4)es:
2gC5H9NO41molC5H9NO4147gC5H9NO4
1molN
1molC5H9NO4103mmolN1molN
=13,6mmolN
Siel5%delnitrógenototalseconvierteenamoníaco(NH3):
13,6mmolN5mmolN(transf)100mmolN(total)
1mmolNH31mmolN
17mgNH31mmolNH3
=12mgNH3
Siel60%delnitrógenototalseconvierteenurea(CH4N2O)
13,6mmolN60mmolN(transf)100mmolN(total)
1mmolCH4N2O
2mmolN60mgCH4N2O1mmolCH4N2O
=245mgCH4N2O
Siel5%delnitrógenototalseconvierteenácidoúrico(C5H4N4O3):
13,6mmolN5mmolN(transf)100mmolN(total)
1mmolC5H4N4O3
4mmolN168mgC5H4N4O31mmolC5H4N4O3
=29mgC5H4N4O3
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 98
2.34.Elvolumenmolar( /mol)de laplatasólidaes10,3.Sabiendoquesóloun74%delvolumentotaldeuntrozodeplatametálicaestáocupadoporátomosdeplata(suponiendoqueelrestoesespaciovacíoquequedaentre losátomos),calculaelradiodeunátomodeplata.
(Datos.1Å=10 m; =4/3 ;L=6,022·10 )(Canarias2007)
Apartirdelvolumenmolarsepuedeobtenerelvolumenqueocupaunátomodeplata:
10cm3
mol
1mol
6,022·1023atomos=1,71·10
cm3
atomo
Como los átomos de plata solo aprovechan el 74% del espacio de la red cristalina, elvolumenefectivoqueocupaunátomodeplataes:
1,71·10cm3
atomo74cm3(efectivos)
100cm3(totales)=1,27·10
cm3
atomo
Siseconsideraquelosátomosdeplatasonesféricos,elradiodelosmismoses:
R=3V4
3
=3 1,27·10 cm3
4
3
=1,45 10 cm1m
100cm
1Å
10 m=1,45Å
2.35.Lacombustióncompletade3gdeunalcoholproduce7,135gde y3,65gde .Sesabequedichoalcoholposeeunátomodecarbonoasimétrico(carbonoquiral)yqueenestadogaseoso3gdelmismoocupan1,075La25°Cy700mmdeHg.Determinarsufórmulamolecularysufórmulaestructural.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1atm=760mmHg)(Canarias2007)
Suponiendoqueenestadogaseosoelalcoholsecomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienelamasamolar:
M=3g 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
700mmHg·1,075L760mmHg1atm
=74g·mol 1
ElCcontenidoenelalcoholROHsedeterminaenformadeCO :
7,135gCO 3gROH
1molCO44gCO
1molC1molCO
74gROH1molROH
=4molCmolROH
ElHcontenidoenelalcoholROHsedeterminaenformadeH O:
3,65gH O3gROH
1molH O18gH O
2molH1molH O
74gROH1molROH
=10molHmolROH
ElOcontenidoenelalcoholROHsedeterminapordiferencia:
74gX 4molC12gC1molC 10molH
1gH1molH
1molROHgO
1molO16gO
=1molO
molROH
Cuesti
Lafó
A laalcohcarbosusticone
2.36.condia)Cab)Indc)Jus
La fócarbo
Porl
Tenievolumlacet
Relac
Seob
Setra
No tifunci
2.37.0,922compdemCalcu
Comcada
Conl
ionesyProble
rmulamole
vista de laholsaturadoono asimétuyentes diel2‐butano
Al quemaricionesnormalculeelpesodiquecuálestifiquesitie
órmula emponílicosepr
CnH2nO+O
oque,1mo
endoencuemendeCOtona:
CnH2nO=1
cionandoCO
2,7LCO12
btienen=4,
atadelabu
iene isómeriónqueson
Deuncomp26gdeCestpuestoquímmasamolarulelasfórmu
mpuestoA.elemento:
0,0774gH0,9226gC
lamasamol
masdelasOlim
ecularoverd
a fórmulaode4carbotrico, esiferentes. Esl,cuyafórm
r completammalesdeomolecularssufórmulaeneisómeros
pírica de uroducesiem
O nCO
ldeCnH2nO
entaque1mproducido
12·n+2·n+
O conlacet
1molCO22,4LCO
1
portantoe
tanonacuy
ros de caden:
– –
buta
puestoquímtáncombinaicoB,tambi78,11 g/moulasempírica
Paraobten
HC12gC1molC
11
arsepuede
mpiadasdeQu
daderaesC4
molecular,nos,unodedecir, quesa fórmulamualestructu
mente 2,16 g.delacetonaadesarrolladsyencasoaf
una cetonampreCO yH
O +nH O
producenm
moldegaseseráden·2
16=(14·n
tona:
1molCnH2nnmolCO
lpesomole
yafórmulaes
ena, ni de p
–CHO
anal
micogaseosoadoscon0,07ién formadool, que contiasymolecul
ner la fórmu
molH1gH
=1mm
obtenerlaf
uímica.Volume
4H10 .
se trata deloscualesee tiene cuse correspourales:
g de una ce
a.daynómbreafirmativo,fo
saturada eH O,deacue
molesdeCO
encondicio22,4L.Cons
+16)g/mo
nO14n+161mol
culardelac
s –CO–
posición, ni
oA, formado774gdeHyoexclusivamiene 2,3065laresdelosc
ula empírica
molHmolC
fórmulamo
en1.(S.Menar
e unesunuatroonde
etona satur
ela.ormúlelosyn
es CnH2nO.erdoconlar
O .
nesnormaliderando,ad
l
gCnH2nOCnH2nO
cetonaesM
– .
ópticos, pe
–
2‐metil
oexclusivamyquesumasmenteporC yg de C comcompuestos
a se relacion
formu
lecular:
rgues&F.Latre
ada se obti
nómbrelos.
Al quemarreacción:
esocupa22demáslama
=2,16gCnH
=14·4+16
ero sí tiene
–CHO
lpropanal
menteporCsamolares2yH,esunambinados conquímicosAy
(
nan losmol
ulaempırica
e)
iene 2,7 litr
(Galicia
r un comp
2,4L,entonasamolecul
H2nO
6=72
e 2 isómero
CyH, se sab26,04g/molsustancia lín 0,1935 gyB.(CastillayLeón
lesde átom
a: CH
99
ros en
a2007)
puesto
cesellarde
os de
bequel.OtroíquidadeH.
n2007)
mosde
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 100
26,04gA=n 1molC12gC1molC
+1molH1gH1molH
n=2
Fórmulamolecular:C2H2
CompuestoB. Paraobtener la fórmula empírica se relacionan losmolesde átomosdecadaelemento:
0,1935gH2,3065gC
12gC1molC
1molH1gH
=1molHmolC
formulaempırica: CH
Conlamasamolarsepuedeobtenerlafórmulamolecular:
78,11gB=n 1molC12gC1molC
+1molH1gH1molH
n=6
Fórmulamolecular:C6H6
2.38. En un tiempo, los bifenilos policlorados (PCB) fueron ampliamente usados en laindustriaquímica,pero seencontróque representabanun riesgopara la saludyelmedioambiente.LosPCBcontienen solamentecarbono,hidrógenoycloro.ElAroclor‐1254esunPCBconunamasamolarde360,88g· .Lacombustiónde1,5200gdeAroclor‐1254produce2,2240gde (g)mientrasque lacombustiónde2,5300gproduce0,2530gde
.a)CalculacuántosátomosdeclorocontieneunamoléculadeAroclor‐1254.b)Escribelafórmulaempíricadelcompuesto.c)Calculaelporcentajeenpesodecloroquecontieneelcompuesto.d)Dibujalaestructuramoleculardelcompuesto.
(PreselecciónValencia2007)
a‐b) Para evitar errores de redondeo resulta más útil calcular primero la fórmulamoleculardelAroclorysimplificandoestaobtenerlafórmulaempírica.
ElCcontenidoenelAroclorsedeterminaenformadeCO .
2,2240gCO1,5200gAroclor
1molCO44gCO
1molC1molCO
360,88gAroclor1molAroclor
=12molC
molAroclor
ElHcontenidoenelAroclorsedeterminaenformadeH O.
0,2530gH O2,5300gAroclor
1molH O18gH O
2molH1molH O
360,88gAroclor1molAroclor
=4molH
molAroclor
ElClcontenidoenelAroclorsedeterminapordiferencia.
360,88gAroclor 12molC12gC1molC 4molH
1gH1molH
1molAroclorgCl
1molCl35,5gCl
=6molCl
molAroclor
LafórmulamolecularoverdaderaesC12H4O6,porloquecadamoléculadeAroclor‐1254contiene6átomosdecloro.
Simplificandolaanterior,seobtienequelafórmulaempíricaosencillaes C6H2O3 .
c)ElporcentajedecloroenelAroclor‐1254es:
6molCl1molAroclor
35,5gCl1molCl
1molAroclor
360,88gAroclor100=59%Cl
Cuesti
d)La
2.39.quempide:a)Havolumb) Indescoc) Sareduc
(Dato
a)Padel cestadobtie
ElC
ElH
ElO
La fóempí
b)Degeneungrdos ádecirentrefórm
ionesyProble
aestructura
Un compuman totalmeallar lafórmmende1,2Ldicaynombonocido.abiendo queccióndaund
o.Constante
araevitarercompuesto Xdo gaseosoenelamasa
M 2,9g
Ccontenido
6,6gCO 2,9gX
Hcontenido
2,7gH O2,9gX
Ocontenido
59,1gX
órmulamoleíricaeslam
eacuerdocoraldelosalrupoOH.Paátomos de Hrqueexisteeotros,deumulasestruct
masdelasOlim
moleculard
uesto orgániente2,9gde
mulaempíricLa1atmy2bracuatrop
e la oxidaciódeterminado
eR=0,082a
rroresdereX y simplifiexiste commolar:
0,082atm1
enelcompu
1molCO44gCO
enelcompu
1molH O18gH O
enelcompu
3molC111
ecular o verisma.
onlafórmulcoholessataran=3,laH entre la fundobleenunaldehídoturalesdecu
mpiadasdeQu
delcompues
ico está conedichocom
caymolecul5°C.posibles fórm
ón del compoalcohol,de
tm·L·
dondeoresuicando estamportamient
L mol1 K1
1atm 1,2L
uestoXsed
1molC1molCO
5
uestoXsed
2molH1molH O
uestoXsed
12gCmolC 6
1molX
rdadera es
ulageneraldturadosseráfórmuladebfórmulamonlaceenlaeoodeunacuatrocompu
uímica.Volume
stopodríase
2,2’
nstituido popuestoseob
lardelcomp
mulasestruc
puesto desceterminacuá
· )
ultamásútiobtener lato ideal, po
1 25 273
eterminaen
59,1gX1molX
=3
determinaen
59,1gX1molX
=
determinapo
6molH1g1mo
C3H6 . Com
deloshidroáCnH2n+2O,beríaserC3olecular obtestructura,cetona,deuuestoscomp
en1.(S.Menar
er:
alaqueco
’,4,4’,5,5’‐he
or carbono,btienen6,6
puestosabie
cturalesque
conocido daálesdichoco
ilcalcularpfórmula em
or medio de
K 59,1
nformadeC
3molCmolX
nformadeH
6molHmolX
ordiferencia
gHolH gO
11
mo no se p
carburossayaqueunáH8O,comostenida y la dluegocompunalcoholopatiblescon
rgues&F.Latre
orresponde
xacloro‐1,1’
hidrógenogde y
endoque los
ecorrespond
un ácido compuesto.
rimerolafómpírica. Supe la ecuació
g mol1
CO .
H O:
a:
molO6gO
=1mm
uede simpli
aturados,CnátomodeHseobservaudel alcoholuestosposideunéteresafórmula
e)
elnombre
’‐bifenilo(P
y oxígeno.2,7gde
s2,9gocup
danalcomp
carboxílico y
(Canarias
órmulamoleponiendo quón de estad
molOmolX
ificar, la fór
H2n+2,lafórHsesustituyunadiferencsaturado, qiblespodríainsaturadoason:
101
CB)
Si se.Se
anun
puesto
y por
s2008)
ecularue endo se
rmula
rmulayeporciadequierenser,s.Las
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 102
Propanalopropionaldehído
Acetonaopropanona
1‐Propen‐1‐ol
Metoxieteno
c)ComoporreduccióndelcompuestoXseobtieneunalcohol,elcompuestoXdebeserunaldehídoounacetona;perosialoxidarloseobtieneunácidocarboxílicodebetratarsedeun aldehído, ya que la función oxigenada debe encontrase en un átomo de carbonoprimario.Porlotanto:
CompuestoXPropanal
AlcoholprocedentedelareduccióndeX1‐Propanol
ÁcidoprocedentedelaoxidacióndeXPropanoico
2.40.Elmentolesunalcoholsecundariosaturado,queseencuentraenlosaceitesdementa;seempleaenmedicinayenalgunoscigarrillosporqueposeeunefectorefrescantesobrelasmucosas.Unamuestrade100,5mgsequemaproduciendo282,9mgde y115,9mgde
;enunexperimentodistintosehadeterminadoelpesomoleculardelmentolresultandoserde156g.¿Cuáleslafórmulamoleculardelmentol?
(Murcia2008)
ElCcontenidoenelmentolsedeterminaenformadeCO :
282,9mgCO 100,5mgmentol
1mmolCO 44mgCO
1mmolC1mmolCO
156mgmentol1mmolmentol
=10mmolC
mmolmentol
ElHcontenidoenelmentolsedeterminaenformadeH O:
115,9mgH O100,5mgmentol
1mmolH O18mgH O
2mmolH1mmolH O
156mgmentol1mmolmentol
=20mmolH
mmolmentol
ElOcontenidoenelmentolsedeterminapordiferencia:
156mgmentol 10mmolC12mgC1mmolC 20mmolH
1mgH1mmolH
1mmolmentol=
16mgOmmolmentol
16mgOmmolmentol
1mmolO16mgO
=1mmolO
mmolmentol
LafórmulamolecularoverdaderadelmentolesC10H20 .
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 103
2.41.Lacombustiónde0,216gdeuncompuesto formadoporC,HyOproduce0,412gdey0,253gde .
a)Obténlafórmulaempíricadeestecompuesto.b) Escribe la fórmula estructural, y su correspondiente nombre químico, de dos posiblesisómerosdelcompuesto.c)Indica,encadaunodelosisómeros,lahibridacióndelosorbitalesdelosátomosdeCyO.d)Escribelaecuacióndecombustióndelcompuesto.
(Galicia2008)
a)ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO :
0,412gCO1molCO44gCO
1molC1molCO
=9,36·103molC
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH2O:
0,253gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
=2,81·102molH
ElOcontenidoenelcompuestosedeterminapordiferencia:
0,216gX 9,36·103molC12gC1molC
2,81·102molH1gH1molH
=0,076gO
0,076gO1molO16gO
=4,72·103molO
Relacionandotodaslascantidadesconlamenorseobtienelafórmulaempírica:
9,36·103molC
4,72·103molO=2
molCmolO
2,81·102molH
4,72·103molO=6
molHmolO
formulaempırica:C2H6O
b)Lafórmulaestructuraldedosisómeroses:
Alcoholetílicooetanol Dimetiléterometoximetano
c)EnlosdosisómeroslosátomosdeCyOparticipanenenlacessencillos,porlotanto,elmodelodehibridaciónquepermiteexplicarlaspropiedadesdeamboscompuestostendráqueser:hibridación ,entodosloscasos.
d)Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndecombustióndelcompuestoes:
C
C
OC
O
C
H
H
H
H
H
H
H
H
H
HH
Hsp3
sp3
sp3sp3
sp3
sp3
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 104
C2H6 (l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2 (l)
2.42. El laboratorio de control de calidad de cierta industria química efectúa análisis dematerias primas que se utilizan en la fabricación de sus productos. Al analizar ciertocompuesto orgánico que sólo contiene C eH, se determinó que en la combustión de unamuestrade0,6543gseproducían2,130gdedióxidodecarbonoy0,6538gdeagua.Ademásse sabe que 0,540 g de dicho compuesto ocupan un volumen de 299,9mLmedidos a lapresión de 640 mmHg y 35°C. Determina las fórmulas empírica y molecular de estecompuesto.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2008)
ParaevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuestoXysimplificandoestaobtenerlafórmulaempírica.Considerandoqueestesecomportadeformaidealsepuedecalcularlamasamolardelmismo:
M=0,540g 0,082atm·L·mol 1·K 1 35+273
640mmHg·299,9mL760mmHg1atm
103mL1L
=54g·mol1
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO .
2,130gCO 0,6543gX
1molCO 44gCO
1molC1molCO
54gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O.
0,6538gH O0,6543gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
54gX1molX
=6molHmolX
La fórmula molecular del compuesto X es C4H6. Simplificándola, se obtiene la fórmulaempírica, C2H3 .
2.43.UnaarcillatípicadeMoróutilizadaenlafabricacióndebaldosasdepastarojatienelasiguientecomposición:
Sustancia Otras%enpeso68,219,27,74,9
Calculael%enpesodeSi,AlyFequecontienelaarcilla.(Valencia2008)
Tomando como base de cálculo 100 g de arcilla, los porcentajes de cada uno de loselementosseleccionadosson:
68,2gSiO100garcilla
1molSiO60gSiO
1molSi1molSiO
28gSi1molSi
100=31,8%Si
19,2gAl O100garcilla
1molAl O102gAl O
2molAl
1molAl O27gAl1molAl
100=10,2%Al
7,7gFe O100garcilla
1molFe O159,8gFe O
2molFe
1molFe O55,9gFe1molFe
100=5,4%Fe
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 105
2.44. Si se emplean cubiertos de plata, no se deben comer con ellos huevos revueltos opasadosporagua,porquelonormalesqueseennegrezcan,alformarsesulfurodeplata,porreacción de aquella con el azufre de los aminoácidos característicos de las proteínas delhuevo.Allimpiarlos,sevaelsulfurodeplata,yconello,aunquenolocreas,variosmillonesdeátomosdeplata.Siuntenedorde80gramosdepeso,conunporcentajedeplatadel85%,despuésdeunabuenadietaabasehuevos,hacombinadoel0,5%desuplataen formadesulfuro.Calcule:a)Elnúmeroaproximadodeátomosdeplataqueseperderánenlalimpiezadeltenedor.b)Si laplataenorfebrería tieneunprecioaproximadode10€porgramo,¿quécoste,sinconsiderarlosdetergentesempleados,supondráesalimpieza?
(Murcia2009)
a)Lamasadeplataquepierdeeltenedores:
80gtenedor85gAg
100gtenedor0,5gAg(combinada)100gAg(total)
=0,34gAg
Elnúmerodeátomosdeplataes:
0,34gAg1molAg107,9gAg
6,022·1023atomosAg
1molAg=1,9·1021átomosAg
b)Elcosteenplatadellavadodeltenedores:
0,34gAg10€1gAg
=3,4€
2.45.UnamezcladeNaBry contieneun29,96%deNaenmasa.Calcula:a)Elporcentajeenmasadecadacompuestoenlamezcla.b)Elporcentajeenmasadesodiodecadacompuesto.
(Córdoba2009)
a)Paradeterminarlacomposicióndelamezclaseplanteanlassiguientesecuaciones:
xgNaBr+ygNa SO =100gmezcla
xgNaBr1molNaBr102,9gNaBr
1molNa1molNaBr
+
+ygNa SO1molNa SO132gNa SO
2molNa
1molNa SO=29,96gNa
1molNa23gNa
Como se parte de 100 g demezcla el resultado proporciona la composición expresadacomoporcentajeenmasa:
x=39,1%NaBry=60,9%
b)ElporcentajedeNacadacompuestoes:
1molNa1molAgBr
23gNa1molNa
1molNaBr102,9gNaBr
100=22,4%Na
2molNa1molNa SO
23gNa1molNa
1molNa SO132molNa SO
100=34,8%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 106
2.46. Cierto compuesto orgánico presenta la siguiente composición centesimal (enmasa):C=62,1%;H=10,3%yO=27,6%.Además,a100°Cy1atmelcompuestoseencuentraenfasegaseosaytieneunadensidadde1,9g/L.Determinasufórmulamolecular.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2009)
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuesto X a partir de su masa molar. Suponiendo que en estado gaseoso éste secomportacomogasideal,pormediodelaecuacióndeestadoseobtienesumasamolar:
M=1,9g·L 1 0,082atm·L·mol 1·K 1 100+273 K
1atm=58,1g·mol 1
ParaobtenerlafórmulamoleculardelasustanciaX:
62,1gC100gX
1molC12gC
58,1gX1molX
=3molCmolX
10,3gH100gX
1molH1gH
58,1gX1molX
=6molHmolX
27,6gO100gX
1molO16gO
58,1gX1molX
=1molOmolX
formulamolecular:C3H6O
2.47. Se indican a continuación lasmasas atómicas relativas y la composición isotópica delmagnesioyantimonio:
=23,9850(78,60%) =25,9826(11,29%) =24,9858(10,11%)=122,9042(42,75%) =120,9038(57,25%)
Conestosdatoscalculalamasamoleculardel .(Valencia2009)(Valencia2011)
LasmasasatómicasmediasdeloselementosMgySbson,respectivamente:
78,60at Mg23,9850uat Mg
+10,11at Mg24,9858uat Mg
+11,29at Mg25,9826uat Mg
100atMg=24,31u
57,25at Sb120,9038uat Sb
+42,75at Sb122,9042uat Sb
100atSb=121,76u
LamasamoleculardelMg Sb es:
3atMg24,31uatMg
+2atSb121,76uatSb
=316,45u
2.48.Setomóunamuestrade0,2394g·deunnuevofármacocontralamalariaysesometióaunaseriedereaccionesenlaquetodoelnitrógenodelcompuestosetransformóennitrógenogas.Recogidoestegasocupóunvolumende19mLa24°Cy723mmHg.Cuandosequemaunamuestrade6,478gdeestemismofármacoseobtienen17,57gde y4,319gde .SesabequeelcompuestoformadoporC,N,HyO,yquelamasamolaresde324g.¿Cuálessufórmulamolecular?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 107
ParaevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelcompuestoXapartirdesumasamolar.
ElCcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeCO .
17,57gCO6,478gX
1molCO44gCO
1molC1molCO
324gX1molX
=20molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestoXsedeterminaenformadeH O:
4,319gH O6,478gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
324gX1molX
=24molHmolX
Lacantidad,enmoles,deN obtenidoes:
n=723mmHg·19mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 24+273 K
1atm760mmHg
1L
10 mL=7,4·10 4molN
7,4·10 4molN0,2394gX
2molN1molN
324gX1molX
=2molNmolX
ElOcontenidoenelcompuestoXsedeterminapordiferencia:
324gX 20molC12gC1molC 24molH
1gH1molH 2molN
14gN1molN
1molX=32
gOmolX
32gOmolX
1molO16gO
=2molOmolX
La fórmula molecular o verdadera esC20H24N2O2.
Se trata de la quinina cuya fórmulaestructurales:
2.49.Lareacciónentre50gdealuminioenpolvoyenexcesodebromolíquidoproduce494gdeuncompuesto.Deduzca:a)Eltipodereacciónylamasadebromoenestecompuesto.b)Lafórmulamoleculardelcompuestosisumasamolaresde534g· ·.
(Baleares2010)
a)LareacciónentreAl(s)yBr (l)debeserdeoxidación‐reducción.Enlamisma,elAlsedebedeoxidaraAl yelBrsedebereduciraBr .
DeacuerdoconlaleydeLavoisier,lamasadeBrcontenidaenelcompuestoes:
494gcompuesto–50gAl=444gBr
b)Paraobtenerlafórmulamoleculardelcompuesto:
50gAl494gcompuesto
1molAl27gAl
534gcompuesto1molcompuesto
=2molAl
molcompuesto
444gBr494gcompuesto
1molBr80gBr
534gcompuesto1molcompuesto
=6molBr
molcompuesto
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 108
LafórmulamoleculardelcompuestoesAl2Br6.
2.50.Sesabeque loselementospresentesen lavitaminaCsonC,HyO.Enunaexperienciaanalítica se realizó la combustión de 2,0 g de vitamina C, en presencia de la cantidadnecesariadeoxígeno,yseobtuvieron3,0gde y0,816gde .a)HallalafórmulaempíricadelavitaminaC.b)AunquenosedisponedeldatodelamasamolardelavitaminaC,sesabequesuvalorestácomprendidoentre150y200g/mol.Determinasufórmulamolecular.
(PreselecciónValencia2010)
a)ElCcontenidoenlavitaminaCsedeterminaenformadeCO :
3,0gCO1molCO44gCO
1molC1molCO
=6,82·10 molC
ElHcontenidoenlavitaminaCsedeterminaenformadeH O:
0,816gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
=9,07·10 molH
ElOcontenidoenelcompuestosedeterminapordiferencia:
2,0gvitC 6,82·10 molC12gC1molC
9,07·10 molH1gH1molH
=1,091gO
1,091gO1molO16gO
=4,72·10 molO
Relacionandotodaslascantidadesconlamenorseobtienelafórmulaempírica:
6,82·10 molC
6,82·10 molO=1
molCmolO
3molC3molO
9,07·10 molH
6,82·10 molO=1,33
molHmolO
4molH3molO
formulaempırica:C3H4O3
b)Lamasamolardelcompuestomássencilloes:
M=3molC12gC1molC
+4molH1gH1molH
+3molO16gO1molO
=88g·mol 1
ComolamasamolardelavitaminaCdebeestarcomprendidaentre150y200,entonceslamasa molar debe ser el doble del valor calculado, 176 g·mol . Por tanto la fórmulamoleculardelavitaminaCesC6H8O6.
2.51.LasaldeEpsomesunsulfatodemagnesioconunadeterminadacantidaddeaguadecristalización, ·x .Cuandosedeshidratancompletamente30gdesaldeEpsom,atemperaturaadecuada,lapérdidademasaobservadaesde15,347g.Determinaelvalordex.
(Valencia2010)
LarelaciónmolarentreH OyMgSO es:
15,347gH O30 15,347 gMgSO
1molH O18gH O
120,3MgSO1molMgSO
=7mol
mol
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 109
2.52.Aveceselmétodogravimétricopermitedescubrirnuevoscompuestos.Porejemplo, lagravimetríadelácidobóricopermiterevelarlaexistenciadeuncompuestoX.Alcalentarelácidobóricosedescomponeendosetapasacompañadasdedisminucióndemasadelsólido.En la primera se produce el compuesto X y, por encima de 110°C el compuesto X sedescomponeasuvez:
(s)X(s)+ (g)
X(s) (s)+ (g) (lasecuacionesnoestánajustadas)Resultadosdelosexperimentos:
T/°C 40 110 250
m/g 6,2 4,4 3,5
CalculelafórmulaempíricadelcompuestoX.(Valencia2010)
Lasmasasdecadaelementocontenidasenlamuestrainicialde6,2gdeH BO son:
6,2gH BO1molH BO61,8gH BO
1molB
1molH BO10,8gB1molB
=1,08gB
6,2gH BO1molH BO61,8gH BO
3molH
1molH BO1,0gH1molH
=0,30gH
6,2gH BO1molH BO61,8gH BO
3molO
1molH BO16,0gO1molO
=4,82gO
LamasadeH Oquesepierdeenlaprimerareacciónes:
6,2gH BO –4,4gX=1,8gH O
Lasmasasdehidrógenoyoxígenocontenidasenlos1,8gdeH Oeliminadason:
1,8gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
1,0gH1molH
=0,20gH
1,8gH O–0,20gH=1,60gO
Deacuerdoconla leydeconservacióndelamasa, lasustanciaXestáconstituidapor lassiguientescantidades:
0,30gH(inicial)–0,20gH(eliminado)=0,10gH(enX)
4,82gO(inicial)–1,60gO(eliminado)=3,22gH(enX)
1,08gB(inicial)–0,00gB(eliminado)=1,08gB(enX)
RelacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilladeX:
1,08gB1molB10,8gB
=0,10molB
0,10gH1molH1gH
=0,10molH
3,22gO1molO16gO
=0,20molO
0,20molO0,10molB
=2molO1molB
0,10molH0,10molB
=1molH1molB
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 110
LafórmulaempíricaosencillaqueseobtieneparaelcompuestoXesHBO2.
2.53. El cobre cristaliza en una red cúbica centrada en las caras (o cúbica deempaquetamientocompacto)ysudensidadesde8,95g/ a20°C.¿Cuáleslalongituddelaaristadelaceldaunidad?
(Datos.Masaatómicarelativadeloro=63,55;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia2010)
Segúnseobservaenlafigura,unaredcúbicacentradaenlascarascontiene4átomos:
8atomos(vertices)8
+
+6atomos(caras)
2=
=4átomos
Apartirdeladensidadsepuedeobtenerelvolumendelaceldillaunidad:
1cm3Cu8,95gCu
63,55gCu1molCu
1molCu
6,022·1023atomos4atomoscubo
=4,72·1023cm3
cubo
Apartirdelvolumensepuedeobtenerlaaristadelcuboa:
a= 4,72·1023cm3=3,61·108cm1cm
107nm=0,361nm
2.54.Uncompuestodebarioyoxígenodefórmuladesconocidasedescomponetérmicamenteliberando366mLdeoxígeno,medidosa273,1Ky1atmdepresión,yunresiduode2,5gdeBaOpuro.Indicalafórmulaempíricadelcompuestodesconocidoysumasainicial.
(Baleares2011)
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndelcompuestodesconocidoes:
Ba O (s)BaO(s)+O (g)
Elnúmerodemolesdeátomosdeoxígenoliberadoses:
366mLO1LO
10 mLO1molO22,4LO
2molO1molO
=3,27·102molO
Elnúmerodemolesdeátomosdebarioquequedanenelresiduoes:
2,5gBaO1molBaO153,5gBaO
1molBa1molBaO
=1,63·102molBa
Larelaciónmolarentreamboselementoses:
3,27·102molO1,63·102molBa
=2molOmolBa
Formula:BaO2
DeacuerdoconleydeconservacióndelamasadeLavoisier,lamasademuestrainiciales:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 111
2,5gBaO+3,27·102molO16gO1molO
=3,023g
(Ha sido necesario corregir un dato del problema para evitar que saliera un resultadoabsurdoenlaresolución).
2.55.Laesmeraldaesunapiedrapreciosadecolorverde,variedaddelmineraldenominadoberilo, cuya fórmula es .Esmuy valoradadebidoa su rareza,puesdesde laantigüedad se descubrieron piedras preciosas de color verde como lamalaquita, pero laesmeraldaeslaúnicacristalina.Sunombresignificapiedraverdeysuverdeestanespecialqueensuhonor,se ledenominaverdeesmeralda.ElmayorproductordeesmeraldasenelmundoesColombiaseguidoporBrasil.Sucoloresmásomenosintensodebidoalavariaciónentreelnúmerodeátomosdeberilioyaluminio.Paraunaesmeraldade10quilates(1quilate=200mg),calcular:a)Losmolesdeátomosdeberilio.b)Eltotaldeátomosdeoxígeno.c)Porcentajedealuminioysilicio.d) Ordenar todos los elementos que forman la esmeralda, de acuerdo a su radio yelectronegatividad.
(Murcia2011)
Elnúmerodemolesdeesmeraldaes:
10quilates200mg1quilate
1g
10 mg1molBe Al Si O537gBe Al Si O
=3,7·103molBe Al Si O
a)Elnúmerodemolesdeátomosdeberilioenlamuestraes:
3,7·103molBe Al Si O3molBe
1molBe Al Si O=1,1· molBe
b)Elnúmerodeátomosdeoxígenoenlamuestraes:
3,7·103molBe Al Si O18molO
1molBe Al Si O=6,7·102molO
6,7·102molO6,022·10 atomoO
1molO=4,0· átomoO
c)Elporcentaje(enmasa)deAlySienlaesmeraldaes:
2molAl1molBe Al Si O
1molBe Al Si O537gBe Al Si O
27gAl1molAl
100=10,1%Al
6molSi1molBe Al Si O
1molBe Al Si O537gBe Al Si O
28gSi1molSi
100=31,3%Si
d) Siendo elementos de diferentes periodos, Be y O (n = 2) y Al y Si (n =3), el factordeterminante del tamaño es el número de capas electrónicas, por tanto, Al y Si tienenmayortamañoqueBeyO.
Respecto elementos de un mismo periodo, es la carga nuclear efectiva el factordeterminantedel tamaño.Enunperiodo,éstaesmayorenelelementoquetienemayornúmeroatómicoloquehacequelaatracciónnuclearseamayor,portanto,eltamañoserámenor.
Atendiendoloscriteriosanteriores,elordencrecientedetamañosatómicos(pm)es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 112
O(73)<Be(112)<Si(117)<Al(143)
La electronegatividad, χ,mide la capacidad que tiene un átomo para atraer hacia sí loselectronesdesuenlaceconotrosátomos.Suvalorsepuedecalcularapartirdelosvaloresde la energíade ionización, I, y de la afinidad electrónica,AE, de formaque aumenta alaumentarambaspropiedades.
La electronegatividad de un elemento es mayor cuanto menor es su radio atómico ycuantomayoressucarganuclearefectiva.Portanto,laelectronegatividaddeunátomoenun:
‐grupo:disminuyeaumentarelvalordelnúmerocuánticoprincipaln.
‐periodo:aumentaalaumentarelvalordelnúmeroatómico.
Elordencrecientedeelectronegatividad(segúnPauling)deloselementosdadoses:
Be(1,57)<Al(1,61)<Si(1,90)<O(3,44)
2.56.Unaaminaprimaria que contieneun carbono quiral, tiene la siguiente composicióncentesimal:65,753%deC,15,068%deHy19,178%deN.Sisesabequesumasamolecularesmenorde100,determinalafórmulaestructuraldedichaaminaynómbrala.
(Canarias2011)
RelacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilladelaaminaX:
65,753gC1molC12gC
=5,48molC
15,068gH1molH1gH
=15,07molH
19,178gN1molN14gN
=1,37molN
5,48molC1,37molN
=4molC1molN
15,07molH1,37molN
=11molH1molN
LafórmulaempíricaosencillaqueseobtieneparalaaminaXes C4H11N .
Comolamasamolecularesmenorque100ylamasadela fórmulamás sencilla es 73, el valor de n debe ser 1,portanto,lafórmulamoleculardelaaminaesC4H11N.
Teniendo en cuenta que posee un carbono quiral, sufórmulaestructuralysunombreson:
1‐metilpropilamina
2.57.SesabequeloselementospresentesenellimonenoCeH.Apartirde10kgdelimonesseextrajeron240gde limoneno.En lacombustiónde2,56gde limoneno,con lacantidadnecesariadeoxígeno,seobtuvieron8,282gde y2,711gde .a)Hallalafórmulaempíricadellimoneno.b)Aunquenosedisponedeldatode lamasamolardel limoneno,sesabequesuvalorestácomprendidoentre120y150g/mol.Determinasufórmulamolecular.
(PreselecciónValencia2011)
a)ElCcontenidoenellimonenosedeterminaenformadeCO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 113
8,282gCO1molCO44gCO
1molC1molCO
=0,188molC
ElHcontenidoenellimonenosedeterminaenformadeH O:
2,711gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
=0,301molH
Relacionandoambaslascantidadesseobtienelafórmulaempírica:
0,301molH0,188molC
=1,6molHmolC
16molH10molC
formulaempırica:C10H16
b)Lamasamolardelcompuestomássencilloes:
M=10molC12gC1molC
+16molH1gH1molH
=136g·mol1
Comolamasamolardel limonenodebeestarcomprendidaentre120y150,entonces lafórmulamolecularcoincideconlaempírica.
Lafórmulaestructuraldellimonenoes:
2.58.Porcombustiónde0,2345gdeuncompuestoorgánicoque sólocontieneC,HyO seobtienen0,48gdedióxidodecarbono.Alquemar0,5321gdelmismocompuestoseobtienen0,3341 gdeagua. Ladensidaddel compuesto orgánico en estado gaseoso, respectode ladensidad del nitrógeno, es de 3,07, en lesmismas condiciones de presión y temperatura.Calculadlafórmulaempíricaymoleculardelcompuesto.
(Valencia2011)
ParafacilitarloscálculossedeterminapreviamentelafórmulamoleculardelcompuestoXy simplificándola se obtiene la fórmula empírica. Para ello es preciso determinarpreviamentelamasamolardelasustancia.Considerandocomportamientoideal:
ρX=3,07ρN2MX
Vmolar=3,07
MN2
VmolarMX=3,07 28g·mol
1 =86g·mol1
ElCcontenidoenelcompuestosedeterminaenformadeCO :
0,48gCO0,2345gX
1molCO44gCO
1molC1molCO
86gX1molX
=4molCmolX
ElHcontenidoenelcompuestosedeterminaenformadeH O:
0,3341gH O0,5321gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
86gX1molX
=6molHmolX
ElOcontenidoenelcompuestosedeterminapordiferencia:
86gX 4molC12gC1molC 6molH
1gH1molH
1molXgO
1molO16gO
=2molOmolX
LafórmulamolecularoverdaderaesC4H6O2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 114
Simplificandolaanteriorseobtienequelafórmulaempíricaosencillaes C2H3O .
2.59.Elclorurodesodioesunsólidoiónicoquecristalizaenunaredcúbicacentradaenlascarasdeaniones,conloscationesocupandoloshuecosoctaédricos.a)Dibujalaceldaunidad.b)Indicaelíndicedecoordinacióndelcatiónydelaniónysupoliedrodecoordinación.c)ExplicalarazónporlaqueasignamosalclorurodesodiolafórmulaNaCl.d)Justificalafórmulaquecorrespondealaceldaunidad.e)Losradiosdelosiones y son0,95·10 y1,81·10 cm,respectivamente.Calculaladensidaddelclorurodesodio.f) En los sólidos iónicos es frecuente la existencia de defectos reticulares, y comoconsecuencia,lanoestequiometría.¿Cuántosanionesclorurofaltan,pormoldecompuesto,enuncristalquetienedefórmula , ?¿Cuálserálafórmuladeunamuestradeclorurodesodioenlaquefaltan13milmillonesdecationessodioporcadamoldeanionescloruro?
(Dato.NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia2011)
a‐c)Enun empaquetamientode esferas segúnuna red cúbica centrada en las caras, lasesferasquedefinenelretículocristalinosesitúanenlosvérticesycentrodelascarasdeuncubo.Enelcasodeunsólidoiónico,untipodeiones,elquedefineelretículo(cationeso aniones, pues las posiciones catiónicas y aniónicas son intercambiables), se sitúa enestasposicionesy,elotro tipode iones,ocupará la totalidaddehuecosoctaédricos,quecoincidenconloscentrosdelasaristasyelcentrodelcristal.
Porejemplo,enelcasodelNaCl,sepuedesuponerquelosanionesclorurosesitúanen los vértices y en los centros de lascarasdelcubo,mientrasqueloscationessodioocupan los centrosde las aristasyelcentrodelcristal.
Lafraccióndecadaionenunaestructuracúbicadependedelaposiciónqueocupeenésta.EnelcasodelNaClelnúmerodeionesporceldaunidades:
aniones cationes
8aniones(vertice)·18=1anion
6aniones(cara)·12=3aniones
12cationes(arista) ·14=3cationes
1cation(centro) ·1 =1cation
4aniones 4cationes
b)El índicede coordinacióndel catiónydelaniónes6:6Elpoliedrodecoordinaciónesunoctaedro.
Por lo tanto,seasignaalclorurodesodio la fórmulaNaCl,porqueuncristal idealdecloruro de sodio está formado por un empaquetamiento compacto de iones, con igualnúmerodecationesydeaniones.Enlossólidosiónicoslafórmulacorresponde,portanto,
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 115
a la fórmulaempírica.Noesunafórmulamolecular,puesen lossólidos iónicos,comoelclorurosódico,noexisteunaunidaddiscreta,conexistenciareal,“unamolécula”,formadaporuncatiónsodioyunanióncloruro.
d)Comosehavistoenelapartadoanterior,lafórmuladelaceldaunidades:Na4Cl4.
e)Paracalcularladensidad,esnecesariodeterminarpreviamenteelvolumendelaceldillaunidad,yparaconoceréstelalongituddelaarista.
Como los iones situados en una arista se encuentran tangentes, la longitud de la aristavienedeterminadapordosveceselradiodelaniónydosveceselradiodelcatión:
a=2R +2R
a=2 0,95·10 +1,81·10 cm=5,52·10 cm
V=a3= 5,52·10 cm 3=1,68·10 cm3
Relacionandomasayvolumen:
58,5g·mol
1,68·10 cm3·celda
1mol
2·6,022·1023iones8iones1celda
=2,31g·cm
f)Sifaltan 1−0,98 molesdeionesCl :
0,02molCl6,022·1023ionesCl
1molCl=1,2·1022iones
Sifaltan1,3·10 ionesNa :
1,3·10 ionesNa1molNa
6,022·1023ionesNa=2,16·10 molNa
Lafórmulaqueseobtienees:
1 2,16·10 molNa
1molCl=0,9999999999998molNa
1molClNa0,9999999999998Cl
Noobstante,lafórmulaesNaClyaquedeberíanfaltarmásionesparaquenosecumplieralaestequiometría1:1.
2.60.Enunrecipientede0,15Lseintroducen323mgdeunhidrocarburoa25°Cy1,25atmdepresión.Seprocedealadedichohidrocarburoyseobtienen1,01gdedióxidodecarbonoy 414mg de agua como productos de dicho proceso.Determinar de qué hidrocarburo setrataynombrarlo.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias2012)
Paraevitarerroresderedondeoresultamásútilcalcularprimerolafórmulamoleculardelhidrocarburo X y, simplificando esta, obtener la fórmula empírica. Suponiendo que enestadogaseosoeste se comporta comogas ideal,pormediode laecuacióndeestadoseobtienelamasamolar:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 116
M=323mg 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1,25atm·0,15L1g
103mg=42,9g·mol 1
ElCcontenidoenelhidrocarburoXsedeterminaenformadeCO :
1,01gCO 323mgX
103mgX1gX
1molCO 44gCO
1molC1molCO
42,9gX1molX
=3molCmolX
ElHcontenidoenelhidrocarburoXsedeterminaenformadeH O:
414mgH O323mgX
103mgX1gX
1molH O18gH O
2molH1molH O
42,9gX1molX
=6molHmolX
LafórmulamolecularoverdaderaesC3H6.
A la vista de la fórmula molecular se observa que se ajusta a la de las olefinas,hidrocarburos insaturados con un doble enlace. Se trata del propeno cuya fórmulasemidesarrolladaes – = .
2.61. El ibuprofeno es un compuesto químico muy demandado en farmacia por suspropiedadescomoanalgésico,antiinflamatorioyantipirético(paracombatirlafiebre).EstemedicamentocontieneC,HyOyparasudeterminaciónanalíticaserealizólacombustiónde2,06gdelcompuestoconlacantidadadecuadadeoxígeno,obteniéndose5,72gdedióxidodecarbono y un volumen de 2,901 L de vapor de aguamedidos a 120°C y 1 atmósfera depresión.a)Hallalafórmulaempíricadelibuprofeno.b)Aunquenodisponemosdeldatode lamasamoleculardel ibuprofeno, sabemos que suvalorestácomprendidoentre180y220g/mol.Determinalafórmulamolecular.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2012)
a)ElCcontenidoenelibuprofenosedeterminaenformadeCO .
5,72gCO1molCO44gCO
1molC1molCO
=0,13molC
ElHcontenidoenelibuprofenosedeterminaenformadeH O.Considerandoqueestatienecomportamientoideal
n=1atm·2,901L
0,082atm·L·mol 1·K 1 120+273 K=0,09molH O
0,090molH O2molH1molH O =0,18molH
ElOcontenidoenelibuprofeno(IBU)sedeterminapordiferencia:
2,06gIBU 0,13molC12gC1molC
0,18molH1gH1molH
=0,32gO
0,32gO1molO16gO
=0,02molO
Relacionandoelnúmerodemolesdelelementoqueestépresenteenmenorcantidadconelrestodeloselementosseobtienelafórmulaempíricaosencilladelibuprofeno.
Cuesti
Lam
Comoestála fóC13H
ionesyProble
0,13mo0,02mo
0,18molH0,02mol
masamolard
M=13mo
o la masa mcomprendidrmula moleH18O2.
masdelasOlim
lClO
=6,5momo
HO=9,0
molmol
delcompues
olC12gC1molC
molar del cdaentre180ecular del i
mpiadasdeQu
olColO
13m2m
HO
18mo2mo
tomássenc
+18molH
compuesto0y220,quibuprofeno
uímica.Volume
molCmolO
olHolO
cilloes:
1gH1molH
+2
más sencilleredecirques la mism
en1.(S.Menar
formul
2molO16g1mo
louema,
rgues&F.Latre
laempırica:
gOolO
=206g
e)
C13H18O2
g·mol 1
117
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 118
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 119
3.CUESTIONESdeGASES
3.1.Losgasesidealesson:a)Gasesquenocontaminan.b)Gasescuyasmoléculassonapolares.c)Gasesquecumplenlaecuacióndeestadodelosgasesideales.d)Gasesnobles.
(O.Q.L.Murcia1996)
Los gases tienen comportamiento ideal a presiones bajas y temperaturas altas que escuandocumplenlaecuacióndeestado.
Larespuestacorrectaeslac.
3.2. A lasmismas condiciones de presión y temperatura, la relación entre la densidad deloxígenoyladelhidrógenoes:a)16b)11/6c)8d)1/8
(O.Q.L.Murcia1996)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelO yH :
ρ
ρ=
pMRTpMRT
ρ
ρ=M
M
ρ
ρ=322=16
Larespuestacorrectaeslaa.
3.3.Aciertapresión( ),unrecipientede10Lcontienenitrógenoa273K.Silatemperaturaasciendea546Klanuevapresión( )será:a) = /10b) =2 c) = /2d) =10
(O.Q.L.Murcia1996)
DeacuerdoconlaleydeCharles:
p1T1=p2T2
Sustituyendo:
p1p2=T1T2
273546
=12p2=2p1
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 120
3.4.Con12Ldehidrógenoy5Ldeoxígeno,¿cuántoslitrosdevapordeaguasepuedenobtener?Todoslosgasesseencuentranmedidosenlasmismascondicionesdepresiónytemperatura.a)12b)17c)10d)5
(O.Q.L.Murcia1996)(O.Q.L.Murcia2000)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH yO es:
2H (g)+O (g)2H O(g)
De acuerdo con la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas la relación devolúmenesdelareacciónes2LdeH con1LdeO producen2LdeH O.
Larelaciónvolumétricaymolares:
V
V=125=2,4
Comolarelaciónmolares>2,indicaqueel eselreactivolimitantequeseconsumecompletamenteydeterminalacantidaddeH Oqueseforma:
5LO2LH O1LO
=10L
Larespuestacorrectaeslac.
3.5.Calculelaconcentracióndeaguaenlafasegasa25°C,silapresióndevapordeaguaaestatemperaturaes3,17kPa.a)0,0313Mb)0,00128Mc)0,0884Md)55,4Me)0,142M
(Dato.R=8,314J· · )(O.Q.N.CiudadReal1997)(O.Q.L.Córdoba2011)
Apartirdelaecuacióndeestadodeungasidealsepuedeescribirque:
c=nV=
pRT
Sustituyendo:
c=3,17kPa
8,314J·mol ·K 273+25 K103Pa1kPa
1m3
103L=0,00128M
Larespuestacorrectaeslab.
3.6.¿Enquécondicionesseasemejamásungasrealaungasideal?a)Abajaspresionesybajastemperaturas.b)Abajaspresionesyaltastemperaturas.c)Aaltaspresionesybajastemperaturas.d)Cuandoseencuentreencondicionesnormales.
(O.Q.L.Murcia1997)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 121
Ungasrealseasemejamásaungasidealabajaspresionesyaltastemperaturas,yaqueenesascondicionesnoexistenlasfuerzasintermolecularesqueharíanqueelgasselicuase.
Larespuestacorrectaeslab.
3.7.EnunadeterminadaexperienciaunvolumenVdeuncompuestoorgánicogaseosonecesitó,para su combustión completa un volumen 3,5 V de oxígeno, ambos medidos en igualescondiciones de presión y temperatura. ¿Cuál de las siguientes sustancias será el compuestoorgánico?a)Metanob)Etanoc)Propanod)Butano
(O.Q.L.Murcia1997)
Las ecuaciones químicas correspondientes a la combustión de los cuatro alcanos mássencillosson:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(g)
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H2O(g)
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(g)
C H (g)+132O (g)4CO (g)+5H2O(g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricas,lareacciónenlaque relación de volúmenes O /hidrocarburo es 3,5/1 es la correspondiente a lacombustióndeletano,C H .
Larespuestacorrectaeslab.
3.8.Ladensidaddeloxígenoendeterminadascondicionesdepresiónydetemperaturaes1,312g· .¿Cuálseráladensidaddelhidrógenoenlasmismascondiciones?a)0,082g· b)1,000g· c)0,164g· d)0,059g·
(O.Q.L.Murcia1997)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelO yH :
ρ
ρ=
pMRTpMRT
ρ
ρ=M
M
Sustituyendo:
ρ =1,312g·L 1 2g·mol32g·mol
=0,082g·L 1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 122
Larespuestacorrectaeslaa.
3.9. Si se introducen masas iguales de oxígeno y nitrógeno gaseosos en dos recipientescerradosdeigualvolumen,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescierta?a)Enambosrecipienteshayelmismonúmerodemoléculas.b)Lapresiónenelrecipientedeoxígenoesinferioraladelrecipientedenitrógeno.c)Enelrecipientedeoxígenohayunmayornúmerodemoléculas.d)Elnitrógenotienemayorenergíacinéticamediapormol.e)Lapresiónenelrecipientedeoxígenoessuperioraladelrecipientedenitrógeno.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)(O.Q.L.Murcia2001)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)(O.Q.L.CastillaLaMancha2005)(O.Q.L.LaRioja2006)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)(O.Q.L.CastillaLaMancha2009)(O.Q.L.Asturias2009)(O.Q.L.Madrid2009)
a)Falso.Suponiendoqueseintroduceenelrecipiente1gdecadagas:
1gN1molN28gN
LmoleculasN
1molN=
L28
moleculasN
1gO1molO32gO
LmoleculasO
1molO=
L32
moleculasO
b)Verdadero.Suponiendoqueseintroduceenelrecipiente1gdecadagasyqueambosestánalamismatemperaturaT:
p =1gN
1molN28gN RT
V=
RT28V
atm
p =1gO
1molO32gO RT
V=
RT32V
atm
p >p
c) Falso. Suponiendo que se introduce en el recipiente 1 g de cada gas, según se hademostrado en el apartado a) haymásmoléculas de N ya que este tienemenormasamolar.
d) Falso. Suponiendoque se introduce en el recipiente 1 g de cada gas y que ambos seencuentran a la misma temperatura, de acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann,laenergíacinéticasólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
e)Falso.Deacuerdoconlodemostradoenelapartadob).
Larespuestacorrectaeslab.
3.10. Las llamadas condiciones normales de presión y temperatura se definen de formaarbitrariacomo:a)273Ky76mmHgb)25°Cy1,0atmc)273°Cy76torrd)273Ky1,0atm
(O.Q.L.CastillayLeón1997)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Seconsiderancondicionesnormalesdepresiónytemperatura,1,0atm(760mmHg)y0°C(273K).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 123
Larespuestacorrectaeslad.
3.11.Indiquecuáleslaproposicióncorrecta:a)1moldeclorurodesodioocupa22,4L.b)1moldenitratodepotasioocupa22,4L.c)1moldenitratodesodioocupa22,4L.d)En22,4Ldegas,encondicionesnormales,hay6,022·10 moléculas.e)Elaguayelácidoacético( )soninmiscibles.f)Elaguayelbenceno( )sonmiscibles.g)Cuandosequeman2molesdemetanoseproducen22,4Lde .h)Cuandosequeman22,4Ldemetanoseproducen44,8Lde .i)Sireaccionan22,4Ldehidrógenocon22,4Ldeoxígenoseobtienen36gdeagua.j)36gdeaguay73gdeácidoclorhídricotienenalgoencomún.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2005)
a‐b‐c)Falso.22,4LeselvolumenmolardeungasmedidoencondicionesnormalesyelNaCl,KNO yNaNO ,endichascondicionesesunsólido.
d)Verdadero.22,4LeselvolumenmolardeungasmedidoencondicionesnormalesyelCOendichascondicionesesungas.
e)Falso.Soncompletamentemisciblesdebidoalaformacióndeenlacesintermolecularesporpuentesdehidrógenoentrelasmoléculasdeaguaylasdeácidoacético.
f) Falso. Son completamente inmiscibles debido a que no es posible la formación deenlacesintermolecularesentrelasmoléculasdeaguaylasdebenceno.
g)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelCH es:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
RelacionandoCH yCO ysuponiendocondicionenormales:
2molCH1molCO1molCH
22,4LCO1molCO
=44,8LCO
h)Falso.RelacionandoCH yCO ysuponiendocondicionenormales:
22,4LCH1molCH22,4LCH
1molCO1molCH
22,4LCO1molCO
=22,4LCO
i)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelH es:
2H (g)+O (g)2H O(g)
ElvolumendeH Ocorrespondientea36gdeH Oes:
36gH O1molH O18gH O
22,4LH O1molH O
=44,8LH O
Losvolúmenesdadosnoestánenrelación2:1:2.
j)Verdadero.Ambascantidadessecorrespondencon2molesdesustancia:
36gH O1molH O18gH O
=2molH O73gHCl1molHCl36,5gHCl
=2molHCl
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 124
Lasrespuestascorrectassondyj.
(Lasdiferentespropuestasestánrepartidasentrelascincoolimpiadas).
3.12.Volúmenesiguales(alamismapresiónytemperatura)detresgasesA,ByCdifundenseparadamentea travésdeun finísimo tubodevidrio.Lamasamoleculardecadaunodeelloses,A=30,B=15,C=67.Deaquísededuceque:a)ElgasCeselqueinviertemenostiempoendifundirse.b)ElgasBeseldemenordensidad.c)EltiempoinvertidoporelgasAeseldobledelinvertidoporelgasB.d)LasmoléculasdelgasC tienenunaenergíacinéticamediamayorque lasmoléculasdelgasB.e)ElgasAeseldemayordensidad.
(O.Q.N.Burgos1998)
a) Falso.De acuerdo con la ley deGraham las velocidades de difusión o efusión de dosgases distintos son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masasmolares:
uu
=MM
ElgasCeselque tienemayormasamolar (M =67),por tanto,eselquemás tardaendifundirse.
b)Verdadero.Deacuerdoconlaecuacióndeestadodelosgasesideales,ladensidaddeungasenciertascondicionesdepresiónytemperaturavienedadaporlaecuación:
ρ=p·MRT
El gasB es el que tienemenormasamolar (M =15),por tanto, es el que tienemenordensidad.
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeGraham,larelacióndevelocidadesdedifusiónentrelosgasesAyBes:
uu
=MM
uu
=1530
=0,7
Silarelacióndevelocidadesnoes2,larelaciónentrelostiemposdedifusióntampocoloes.
d) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energía cinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
e)Falso.Deacuerdoconlaecuacióndeestadodelosgasesideales,ladensidaddeungasenciertascondicionesdepresiónytemperaturavienedadaporlaecuación:
ρ=p·MRT
El gas A no es el que tienemayormasamolar (M = 30), por tanto, no es el que tienemayordensidad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 125
Larespuestacorrectaeslab.
3.13.Unrecipientecerradocontienedosmolesde alatemperaturade30°Cypresiónde5atm. Se quiere elevar la presióna11atmpara lo cual se inyectauna cierta cantidaddeoxígenoqueseráiguala:a)1,6molesb)2,4molesc)6,4molesd)4,0molese)Nosetienensuficientesdatosparacalcularlo.
(O.Q.N.Burgos1998)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelasmezclasgaseosas:
p=p +p
Lapresiónparcialdeungassecalculamediantelaexpresión:
pO2=p·yO2=pnO2
nN2+nO2
Sustituyendo:
6atm=11atmnO2
2+nO2nO2=2,4mol
Larespuestacorrectaeslab.
3.14.Calcule lahumedadrelativasi lapresiónparcialdelvapordeaguaenelairees28,0Torra303K.Lapresióndevaporelaguaa30°Ces31,6Torr.a)88,6%b)11,4%c)47,0%d)12,9%e)53,0%
(O.Q.N.Burgos1998)
Lahumedadrelativa,φ,sedefinecomo:
φ=ppo
pi=presionparcialp°=presiondevaporalatemperaturaT
Sustituyendo:
φ=28,0Torr31,6Torr
=0,86688,6%
Larespuestacorrectaeslaa.
3.15. ¿Quévolumendeoxígeno reaccionarácompletamente conunamezclade10 dehidrógenoy20 demonóxidodecarbono?(Todoslosvolúmenesmedidosenlasmismascondicionesdepresiónytemperatura).a)10 b)15 c)20 d)30
(O.Q.L.Murcia1998)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 126
LasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndeH yCOson:
2H (g)+O (g)2H O(g)
2CO(g)+O (g)2CO (g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricas,elvolumendeO consumidoencadareacciónes:
10cm H1cm O2cm H
=5cm O
20cm CO1cm O2cm CO
=10cm O
V =15
Larespuestacorrectaeslab.
3.16.¿Cuáleslalíneagráficaquesedeberíaobteneralrepresentar,enundiagramadeejescartesianos,lapresiónalaqueestásometidaunamasagaseosadenitrógeno,(Y),frentealainversadelvolumenocupadopordichamasa,(X),atemperaturaconstante:
a)A
b)B
c)C
d)D
(O.Q.L.Murcia1998)(O.Q.L.Asturias2010)
LaleydeBoylediceque:
“para una masa de gas a temperatura constante, la presión y el volumen sonmagnitudesinversamenteproporcionales”.
SuexpresiónmatemáticaespV=ctey larepresentacióngráficadepvs.Vesunacurvacomo la C. No obstante si se representa p vs. 1/V se obtiene una recta que pasa por elpunto(0,0).
Larespuestacorrectaeslab.
3.17.Deacuerdoconlateoríacinéticadelosgases,lasmoléculasdeungasideal:a)Debenmoversetodasconlamismavelocidad.b)Handeserpartículasminúsculasycargadaseléctricamente.c)Debenatraersefuertementeentresí.d)Ocupanunvolumendespreciable.
(O.Q.L.Murcia1998)
a)Falso.Desdeelpuntodevistaestadístico,es imposiblequetodas lasmoléculasdeungassemuevanconlamismavelocidad.
b)Falso.Lasmoléculassonpartículasminúsculasperosoneléctricamenteneutras.
c) Falso. Las fuerzas intermoleculares sólo existen en el instante del choque entremoléculas.
YA
B
C
D X
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 127
d)Verdadero.Elvolumenocupadopor lasmoléculasesdespreciablecomparadoconelvolumenocupadoporelgas.
Larespuestacorrectaeslad.
3.18.Dosgasestienenlassiguientescaracterísticas:Gas Volumen(L) Temperatura(K) presión(atm)
A 2,00 250 3,00 B 2,00 500 6,00LarelaciónmoléculasdeA/moléculasdeBes:a)1/1b)2/1c)1/2d)1/4
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdecadagassecalculacon:
n=pVRT
Relacionandoambosnúmerosseobtienelarelaciónentrelasmoléculas:
nA=3·2250·R
=6
250R
nB=6·2500·R
=12
500R
nn
=
6250R12
500R
nn
=11
Larespuestacorrectaeslaa.
3.19.Unabotelladeaceroquecontieneoxígenocomprimidosoportaunapresióninternade25atmósferasalatemperaturade20°C.Bajolosefectosdelsoladquierelatemperaturade53°Cyentonceslapresióninterioresde:a)31,0atmb)24,3atmc)29,2atmd)27,8atm
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón2005)
DeacuerdoconlaleydeCharles:
p1T1=p2T2
Sustituyendo:
25atm20+273 K
=p2
53+273 Kp2=27,8atm
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 128
3.20.Enunamezcladenitrógenoyoxígenoenlaquehaydoblenúmerodemolesdeoxígenoquedenitrógeno,silapresiónparcialdenitrógenoes0,3atm.Lapresióntotalserá:a)0,6atmb)0,9atmc)1,2atmd)1,5atm
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
De acuerdo con la ley deDalton de lasmezclas gaseosa, la presiónparcial de un gas secalculamediantelaexpresión:
pA=p·yA=pnA
nA+nB
Sielnúmerodemolesdeungaseseldoblequeeldelotro,supresiónparcialtambiénseráeldoble:
pO2=pnO2
nN2+nO2
pN2=pnN2
nN2+nO2
pO2pN2
=p
nO2nN2+nO2
pnN2
nN2+nO2
pO2
0,3atm=2nN2nN2
Seobtiene,pO2=0,6atm.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.21.Sedisponedeunrecipientede1,16L,conunmanómetroincorporadoqueseñala800mmdemercuriodepresión y en elque estánmezclados17,604gdedióxidode carbono,4,813gdemetanoy5,602gdemonóxidodecarbono.Lapresiónparcialdecadaunodelosgasespresentesesde:a)Dióxidodecarbono465mm,metano213mmymonóxidodecarbono122mm.b)Dióxidodecarbono300mm,metano235mmymonóxidodecarbono265mm.c)Dióxidodecarbono355mm,metano227mmymonóxidodecarbono218mm.d)Dióxidodecarbono355mm,metano267mmymonóxidodocarbono178mm.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
De acuerdo con la ley deDalton de lasmezclas gaseosa, la presiónparcial de un gas secalculamediantelaexpresión:
pA=p·yA=pnA
nA+nB+nC
Elnúmerodemolesdecadagases:
nCO2=17,604gCO21molCO244gCO2
=0,4molCO2
nCH4=4,813gCH41molCH416gCH4
=0,3molCH4
nCO=17,604gCO1molCO28gCO
=0,2molCO
Lapresiónparcialejercidaporcadagasenelrecipientees:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 129
pCO2=800mm0,4molCO2
0,4molCO2+0,3molCH4+0,2molCO=355mm
pCH4=800mm0,3molCH4
0,4molCO2+0,3molCH4+0,2molCO=267mm
pCO=800mm0,4molCO
0,4molCO2+0,3molCH4+0,2molCO=178mm
Larespuestacorrectaeslad.
3.22.LahipótesisdeAvogadro:a)Permitedistinguirentregasesidealesygasesreales.b) Explica la ley de los volúmenes de Gay‐Lussac suponiendo que las moléculas de loselementosgaseososcomunessondiatómicas.c)Establecequeelvolumendeungasesdirectamenteproporcionalalnúmerodemoles.d)Permitedemostrarlaleydelasproporcionesmúltiples.e)Explicalaleydeconservacióndelamasa.f)Dicequetodoslosgasessedilatanenlamismaproporciónconlatemperatura.g)Permitedemostrarlaleydelasproporcionesdefinidas.h)Explicaque1moldecualquiergascontiene6,022·10 moléculas.i)Explicalaleydeconservacióndelaenergía.j)PermiteexplicarlateoríadeBohr.
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Extremadura2005)(O.Q.L.Murcia2006)(O.Q.L.Murcia2007)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)(O.Q.L.Madrid2011)(O.Q.L.Murcia2012)
LahipótesisdeAvogadroquediceque:
“volúmenes iguales de cualquier gas,medidos en idénticas condiciones de presión ytemperaturacontienenelmismonúmerodemoléculas”,
puso fin a la discusión existente entre Dalton y Gay‐Lussac. Para Dalton los elementosgaseosos estaban formados por átomos, mientras que la ley de Gay‐Lussac sólo teníaexplicaciónsiselesconsiderabamoléculasdiatómicas.
DaltonH(hidrógeno)+O(oxígeno)HO(agua)
Gay‐Lussac2H (hidrógeno)+O (oxígeno)2H O(agua)
Porotrapartedeacuerdoconlaecuacióndeestadodelosgasesideales:
V=nRTp
SisecomparanlosgasesenlasmismascondicionesdepyTy,teniendoencuentaqueResunaconstantesetieneque:
V=nk
Elvolumendeungasesdirectamenteproporcionalalnúmerodemolesdelmismo.
Lasrespuestascorrectassonbyc.
(Esta cuestión está propuesta en diferentes olimpiadas repitiéndose algunas de lasopciones,deahíquesehayadecididounificarlastodasenunaúnicacuestión).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 130
3.23. Si se comparan 1mol de y 2moles de neón, en condiciones normales, se puedeafirmarque:a)Contienenelmismonúmerodemoléculas.b)Tienenlamismaenergíacinéticamedia.c)Ocupanelmismovolumen.d)Tienenlamismavelocidadcuadráticamedia.e)Tienenlamismavelocidaddeefusión.
(O.Q.N.Almería1999)
a)Falso.Deacuerdoconelconceptodemol,elnúmerodepartículasdeNeeseldoblequelasdeCl .Además,elNeesungasinerteynoformamoléculas.
b) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energíacinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Comoambosgasesseencuentranalamismatemperatura,losdostienenlamismaenergíacinéticamedia.
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeAvogadro,elvolumenqueocupaelNeeseldoblequeelocupadoporelCl .
d) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambos gasesestán a la misma temperatura tienen la misma energía cinética media, pero al tenerdiferentemasa sus velocidades cuadráticasmedias serán diferentes. De acuerdo con laecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LavelocidadcuadráticamediadelNeesmayoryaquetienemenormasamolar.
e) Falso.De acuerdo con la ley deGraham las velocidades de difusión o efusión de dosgases distintos son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masasmolares:
uNeu
=M
MNe
LavelocidaddeefusióndelNeesmayoryaquetienemenormasamolar.
Larespuestacorrectaeslab.
3.24.Siunamezclagaseosaestáformadapormasasidénticasdehelioymonóxidodecarbono,¿cómoseránsuspresionesparciales?a)Iguales.b)LadelCOserámayorporsermásgrandesumolécula.c)Ladelhelioserámayorporcontenerunmayornúmerodepartículas.d)Ladelhelioserámayorporcontenerunmayornúmerodemoléculasde .
(O.Q.L.Murcia1999)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 131
Suponiendoquelamezclacontiene1gdecadagasyconsiderandocomportamientoideal,la presión parcial ejercida por un gas en un recipiente de volumen V a determinadatemperaturaTesproporcionalalnúmerodemolesdegas:
p=nRTV
Elnúmerodemolesdecadagases:
1gHe1molHe4gHe
=0,250molHe
1gCO1molCO28gCO
=0,036molCO
a)Falso.Sielnúmerodemolesesdiferentelaspresionesparcialestambiénloserán.
b) Falso. La propuesta es absurda ya que el tamaño de las moléculas no influye en lapresiónqueéstasejerzan.
c)Verdadero.SielnúmerodemolesdeHeesmayorqueeldeCOtambiénloeselnúmerodemoléculas.
d)Falso.LapropuestaesabsurdayaqueelHeesungasinerteynoformamoléculas.
Larespuestacorrectaeslac.
3.25.Unrecipientecerradocontieneunamezclade1volumendeoxígenocon2volúmenesdehidrógenoenequilibriotérmico,luego:a)Elhidrógenoyeloxígenotendránlamismapresiónparcial.b)Habráelmismonúmerodemoléculasdecadagasenlamezcla.c)Laenergíacinéticamediadelasmoléculasdecadagasserálamisma.d)Lavelocidadcuadráticamediadelasmoléculasdecadagasserálamisma.
(O.Q.L.Murcia1999)
a)Falso.
pH2=pO2
Lapresiónparcialdeungassecalculamediantelaexpresión:
pH2=p·yH2=pnH2
nH2+nO2
pO2=p·yO2=pnO2
nH2+nO2
nH2=nO2
DeacuerdoconlaleydeAvogadro:
V=k·n siendokelvolumenmolar
VH2k=VO2kVH2=VO2
Loqueescontrarioalapropuesta:
VH2=2VO2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 132
b) Falso. Según se ha explicado en el apartado anterior, el número de moles y porconsiguiente,eldemoléculasdeH eseldoblequeeldeO .
c) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energíacinéticamediadeungassólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
d) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambos gasesestánalamismatemperatura(equilibriotérmico)tienenlamismaenergíacinéticamedia,pero al tener diferente masa sus velocidades cuadráticas medias serán diferentes. DeacuerdoconlaecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LasmoléculasdeH tienenmayorvelocidadcuadráticamediayaelH tienemenormasamolar.
Larespuestacorrectaeslac.
3.26. El volumen de amoníaco que se puede obtener con 5 litros de nitrógeno gaseoso y9litrosdehidrógenogaseoso,midiendotodoslosgasesenlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,es:a)14Lb)6Lc)10Ld)Esnecesarioconocerlosvaloresdepresiónytemperatura.
(O.Q.L.Murcia1999)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreN yH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
De acuerdo con la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas la relación devolúmenesdelareacciónes1LdeN con3LdeH producen2LdeNH .
Larelaciónvolumétrica(molar)es:
9LH5LN
=1,8
Como la relaciónmolar es < 3 quiere decir que sobraN , por lo que eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNH formado:
9LH2LNH3LH
=6L
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 133
3.27.Unamezclagaseosaestáformadapor4milimolesde porcadamilimoldeNe.¿CuálserálapresiónparcialdelNe?a)1/4delapresióntotalb)3/4deIapresióntotalc)1atmósferad)1/5deIapresióntotal
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
De acuerdo con la ley deDalton de lasmezclas gaseosa, la presiónparcial de un gas secalculamediantelaexpresión:
pA=p·yA=pnA
nA+nB+nC
Lapresiónparcialejercidaporcadagasenelrecipientees:
pH2=p4mmolH2
4mmolH2+1mmolHe
pHe=p1mmolHe
4mmolH2+1mmolHe
pH2pHe
=4
Lapresióntotaldelamezclaes:
p=pH2+pHep=5pHepHe=p5
Larespuestacorrectaeslad.
3.28.Se sabeque40,4gdeungasnobleocupanelmismovolumenque8g deHeen lasmismascondicionesdepresiónytemperatura.¿Dequégasnoblesetrata?a)Neb)Arc)Krd)Xe
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
DeacuerdoconlaleydeAvogadro,siambosgasesocupanelmismovolumenenidénticascondiciones de presión y temperatura, es que se trata demuestras gaseosas integradasporelmismonúmerodepartículas(moles):
molesX=molesHe
40,4gX1molXMgX
=8gHe1molHe4gHe
M=20,2g mol 1
Esamasamolarcorrespondealgasinerteneón,Ne.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 134
3.29.¿Cuálde lassiguientesafirmaciones,relacionadas todascon la leydeAvogadroysusconsecuencias,esfalsa?a) Volúmenes iguales de hidrógeno y dióxido de azufre ( ) medidos en condicionesnormales,contienenelmismonúmerodemoléculas.b) Dos volúmenes de hidrógeno y un volumen demetano ( )medidos en lasmismascondicionesdepresiónytemperatura,contienenigualnúmerodeátomosdehidrógeno.c)Volúmenes igualesdedióxidodecarbono( )ymetano( )medidosen lasmismascondicionesdepresiónytemperatura,contienenigualnúmerodeátomosdecarbono.d)Elvolumen,medidoencondicionesnormales,ocupadopor3molesdeátomosdecloroes,aproximadamente,de33,6 .e)Elvolumen,medidoencondicionesnormales,ocupadopor1moldeátomosdecualquierelementogaseosoes,aproximadamente,de11,2 .
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Baleares2009)
LahipótesisdeAvogadroquediceque:
“volúmenes iguales de cualquier gas,medidos en idénticas condiciones de presión ytemperaturacontienenelmismonúmerodemoléculas.
V=nRTp
SisecomparanlosgasesenlasmismascondicionesdepyTy,teniendoencuentaqueResunaconstantesetieneque:
V=nk
Elvolumenmolardeungasencondicionesnormaleses22,4L·mol .
UnmoldecualquiergasestáintegradoporunnúmerodeAvogadro,L,demoléculas.
a) Verdadero. Si los volúmenes son iguales, el número de moles también lo es y, porconsiguiente,tambiénelnúmerodemoléculas.
b)Verdadero.Suponiendocondicionesnormales:
2VLH1molH22,4LH
LmoleculasH
1molH=
L11,2
moleculasH
VLCH1molCH22,4LCH
2molH1molCH
LmoleculasH
1molH=
L11,2
moleculasH
c)Verdadero.Suponiendocondicionesnormales:
VLCO1molCO22,4LCO
1molC1molCO
LatomosC1molC
=L
22,4atomosC
VLCH1molCH22,4LCH
1molC1molCH
LatomosC1molC
=L
22,4atomosC
d)Verdadero.
3molCl1molCl2molCl
22,4LCl1molCl
=33,6LCl
e)Falso.SuponiendoquesetratedeungasinertecomoelHe:
1molHe22,4dm He1molHe
=22,4dm He
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 135
Larespuestacorrectaeslae.
3.30.Considerandoaplicables losmodelosdegas ideal y la teoría cinéticadegases, seríacorrectoafirmarque:a)Inclusoatemperaturasmuyaltas,esprobableencontraralgunasmoléculasconvelocidadprácticamentenula.b)Sóloseconsideranlasinteraccionesentremoléculasdetipoatractivo.c)Lavelocidadmediadelasmoléculasdeungaseslavelocidadmásprobablequevaatenerunamolécula.d) La velocidadmedia de lasmoléculas de y las de es lamisma para unamismatemperatura.e)Elvolumendelasmoléculasenelmodelovaadependerdelamasamoleculardelgas.
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Murcia2002)
a) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, se habla deenergíacinéticasmedias,loquequieredecirquetodaslasmoléculasnotienenquetenerlamismavelocidad.
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
b)Falso.Deacuerdocon la teoría cinético‐moleculardeBoltzmann, las interaccionesdetipoatractivosólosetienenencuentaenelinstantedelchoque.
c)Falso.Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,lavelocidadmediaseconsiderateniendoencuentatodaslasmoléculasdegas,estonoquieredecirquetodaslasmoléculastenganlamismavelocidad.
d) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambos gasesestán a la misma temperatura tienen la misma energía cinética media, pero al tenerdiferentemasa sus velocidades cuadráticasmedias serán diferentes. De acuerdo con laecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LavelocidadcuadráticamediadelH esmayoryaquetienemenormasamolar.
e) Falso. El volumen que ocupan las moléculas no tiene nada que ver con la masamoleculardelgas.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.31. Considere que se está comprimiendo un gas en un recipiente cerrado, ¿cuál de lassiguientesafirmacionesesfalsa?a)Disminuyeelvolumen.b)Aumentalatemperatura.c)Elnúmerodemolespermanececonstante.d)Disminuyeladensidad.e)Disminuyelaentropía.
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Asturias2008)
a)Verdadero.Siseconsideraunrecipienteenelquelatemperaturapermanececonstante,esaplicablelaleydeBoylequediceque:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 136
“para una masa de gas a temperatura constante la presión y el volumen sonmagnitudesinversamenteproporcionales”
Sisecomprimeungasseaumentalapresiónporloquedisminuyeelvolumen.
b)Verdadero.Sisecomprimeungasseaproximanlasmoléculasqueloformanporloquepuedenaparecerenlacesintermolecularesentreestas.Siemprequeseformaunenlacesedesprendeenergíay,portanto,aumentalatemperaturadelgas.
c)Verdadero.Elnúmerodemolesdegassólodependedelnúmerodemoléculasque lointegren, si se aumenta la presión lo único que se hace es aproximar lasmoléculas delmismo.
d) Falso. Considerando comportamiento ideal, la densidad de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
Sisecomprimeungasseaumentalapresiónporloqueaumentasudensidad.
e)Verdadero.Siseconsideraunrecipienteenelquelatemperaturapermanececonstante,si se comprime un gas se aumenta la presión por lo que disminuye el volumen y lasmoléculaspierdencapacidaddedesordenarse,esdecir,disminuyelaentropíadelgas.
Larespuestacorrectaeslad.
3.30.¿Cuáldelassiguienteslíneasgráficasnorepresentaelcomportamientoidealdeungas?
a)b)c)d)e)
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Extremadura2003)(O.Q.L.Baleares2009)
a)Verdadero.LagráficacorrespondealaleydeCharles:
VT=cte
b)Verdadero.LagráficacorrespondealaleydeCharles:
pT=cte
c‐d)Verdadero.LasgráficascorrespondenalaleydeBoyle:
pV=cte
e)Falso.Paraungasideallarepresentacióncorrectasería:
T
p
T
pV
T
V
V
p
1/V
p
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 137
Larespuestacorrectaeslae.
3.32. La combustión completa de 0,336 de un hidrocarburo gaseoso, medidos encondiciones normales, produce 0,06 moles de dióxido de carbono. ¿Cuántos átomos decarbonotienecadamoléculadelhidrocarburo?a)1b)2c)4d)6e)8
(O.Q.N.Murcia2000)
En lacombustióndelhidrocarburo, todoelCdelmismose transformaenCO yelHenH O:
C H (g)+ x+y4O (g)xCO (g)+
y2H O(l)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussac,larelaciónvolumétricacoincideconlarelaciónmolarypermiteobtenerlosátomosdeCdelhidrocarburoC H :
0,06molCO0,336dm C H
22,4dm C H
1molC H1molC1molCO
=4molC
mol
Larespuestacorrectaeslac.
3.33. Si se duplica el volumen de una cierta masa gaseosa manteniendo constante sutemperatura:a)Aumentansupresiónysuentropía.b)Suentropíasereducealamitadysupresiónseduplica.c)Disminuyensupresiónysuentropía.d)Supresióndisminuyeperosuentropíaaumenta.
(O.Q.L.Murcia2000)
DeacuerdoconlaleydeBoylequediceque:
“para una masa de gas a temperatura constante, la presión y el volumen sonmagnitudesinversamenteproporcionales”.
Sielvolumenseduplica, lapresiónsereduce lamitad,y laentropíaaumenta,yaquealaumentar el volumen las partículas estánmás separadas y aumenta su capacidad paradesordenarse.
pV=0,082nTR²=0,999
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0 0,2 0,4 0,6 0,8
pV(atm·L)
nT(mol·K)
pVvs.nT
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 138
Larespuestacorrectaeslad.
3.34.Alasmismascondicionesdepresiónytemperaturalarelaciónentrelasdensidadesdeloxígenoydeungasdesconocidoes0,451.Elgasdesconocidodebeser:a)Monóxidodecarbonob)Dióxidodemononitrógenoc)Dióxidodecarbonod)Cloro
(O.Q.L.Murcia2000)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelO ydelgasX:
ρ
ρX=
pMRTpMXRT
ρ
ρX=M
MX
Sustituyendo:
MX=32g·mol1
0,452=71g·mol 1Elgases
Larespuestacorrectaeslad.
3.35. ¿Cuálde las siguientes sustancias, en estadogaseoso,necesitarápara su combustióncompletaunvolumendeoxígenotripledelpropio,medidosambosalamismapyT?a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2000)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndelascuatrosustanciasson:
CH OH(g)+32O (g)CO (g)+2H O(g)
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(g)
C H OH(g)+3O (g)2CO (g)+3H O(g)
C H (g)+152O (g)6CO (g)+3H O(g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricas,lareacciónenlaque relacióndevolúmenesO /compuestoes3/1es la correspondiente a la combustióndel (etanol).
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 139
3.36.Elvolumenmolardeungasa3,5atmy75°Ces:a)8,15Lb)22,4Lc)300Ld)Ningunadelasanteriores.
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.CastillayLeón2000)
Considerandocomportamientoideal,elvolumenmolardeungasenesascondicionesdepyTes:
V=1mol 0,082atm·L·mol ·K 75+273 K
3,5atm=8,15L
Larespuestacorrectaeslaa.
3.37.Ungastieneunadensidadde1,96g/Lencondicionesnormales.¿Cuáldelossiguientesgasespuedeser?a) b) c) d)
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.CastillayLeón2000)
Considerando comportamiento ideal, la masa molar de un gas puede determinarsemediantelaexpresión:
ρ=p·MRT
Sustituyendo:
M=1,96g·L 0,082atm·L·mol ·K 273K
1atm=43,9g·mol gas:
Larespuestacorrectaeslac.
3.38.Sisecalientan200mLdeungasdesde10°Ca20°Cmanteniendoconstanteselnúmerodemoléculasylapresión,elvolumenqueocuparáseráaproximadamente:a)50mLb)200mLc)450mLd)207,1mL
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
DeacuerdoconlaleydeCharles:
V1T1=V2T2
200mL10+273 K
=V2
20+273 KV2=207,1mL
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 140
3.39.Serecogeunamuestradeoxígenosobreagua25°C.Lapresióndevapordelaguaaesatemperaturaesiguala23,8mmHg.Silapresióntotales500mmHg,laspresionesparcialesdeloxígenoydelaguason:a)476,2mmHgel y23,8mmHgel b)250mmHgel y250mmHgel c)500mmHgel y0mmHgel d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
ptotal=pO2+p°pO2=50023,8=476,2mmHg
Larespuestacorrectaeslaa.
3.40.Dadaslassiguientesafirmacionesindicacuálessoncorrectas:1)Lavelocidadconquesemuevenlasmoléculasenungasdependedelatemperatura.2)Alaumentarlatemperaturadisminuyelaenergíacinéticadelasmoléculas.3)Exceptoapresionesmuyelevadas,elvolumendeunamoléculagaseosaesmuypequeñoenrelaciónconelvolumendelrecipiente.4)Enelestadolíquidoysólidolasmoléculasnuncainteraccionanentresí.
a)1b)1y3c)4d)1y2
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
1)Verdadero.De acuerdo con la ecuacióndeMaxwell, la velocidadde lasmoléculas esdirectamenteproporcionalalatemperaturaabsoluta:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
2) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energía cinéticamediadelasmoléculasdegasaumentaconlatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
3)Verdadero.Cuandolaspresionessonbajas,losgasestienentendenciaaexpandirseyelvolumenocupadoporlasmoléculasesdespreciablecomparadoconelvolumendelgas.
d)Falso.Lasinteraccionesentremoléculassonmuygrandesenelestadosólidoylíquido.
Larespuestacorrectaeslab.
3.41.Laconstanteuniversaldelosgases,R,sepuedeexpresardelassiguientesformas:1)8,31cal/mol·K 2)0,082atm·L/mol·K3)8,31kPa· /mol·K 4)1,98J/mol·K
a)1b)2y3c)4d)1y2
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 141
Elvalor2sepuedeobtenerapartirdelaecuacióndeestadodelosgasesideales.Sabiendoque1moldegasa1atmy273Kocupaunvolumende22,4L:
R=1atm·22,4L1mol·273K
=0,082atm·Lmol·K
Losvalores1y4tienenlasunidadesintercambiadasentresí.
Cambiandolasunidadesdelvalor2seobtieneelvalor3:
R=0,082atm·Lmol·K
1dm1L
101,3kPa1atm
=8,31kPa·dmmol·K
Larespuestacorrectaeslab.
3.42.Sabiendoque ladensidaddeungasrespectode ladelhelioes iguala19,5;yque lamasaatómicarelativadelHees4,¿cuáldebeserlamasamolarrelativadedichogas?a)19,5b)39,0c)58,5d)78,0
(O.Q.L.Murcia2001)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelHeydelgasX:
ρXρHe
=
pMXRTpMHeRT
ρXρHe
=MX
MHeMX=19,5(4g·mol )=78,0g·
Larespuestacorrectaeslad.
3.43.Sepesaunrecipientecerradoquecontiene enestadogaseosoaunadeterminadapresiónytemperatura.Esterecipientesevacíaysellenacon gaseosoalamismapresiónytemperatura.Señalelaproposicióncorrecta:a)Elpesodelvaporde esigualalpesodel .b)Elnúmerodemoléculasde y esdiferente.c)Elnúmerodeátomosenelrecipientecuandocontiene esigualalnúmerodeátomoscuandocontiene .d)Elnúmerodeátomosenelrecipientecuandocontiene es2vecesmayorquecuandocontiene .
(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Murcia2005)
Considerandoqueambosgasessecomportandeformaideal,elnúmerodemolesdegaseselmismo:
n=pVRT
a)Falso.Teniendoencuentaquelasmasasmolaresdeambosgases,M,sondiferenteslasmasasdegastambiénloserán.Lamasadegasvienedadaporlaecuación:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 142
m=MpVRT
b)Falso.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes.
c)Falso.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes,perolamoléculadeO esdiatómicaydeNH tetraatómica,porloqueelnúmerodeátomosenelrecipienteesdiferenteencadacaso.
d)Verdadero.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes,perocomolamoléculadeO esdiatómicaydeNH tetraatómica,porloqueelnúmerodeátomosenelrecipienteconNH eseldoblequeenelquecontieneO .
Larespuestacorrectaeslad.
3.44. Se hacen reaccionar completamente 1,00 L de (acetona) y 4,00 L de . Elvolumenocupadoporlosproductoses:a)6,00Lb)22,4Lc)44,8Ld)67,2Le)Ningunodelosvolúmenesindicados.
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelaacetonaes:
C H O(g)+4O (g)3CO (g)+3H O(g)
De acuerdo con la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas la relación devolúmenesdelareacciónes1LdeC H Ocon4LdeO producen3LdeCO y3LdeH O.
Comolascantidadesdereactivossonestequiométricasseforman6Ldeproductos.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.45. Se tienen dos matraces de vidrio del mismo volumen, cerrados y a una mismatemperaturade25°C.ElmatrazAcontiene2gdehidrógenoyelmatrazBcontiene32gdeoxígeno.Indiquesialgunadelassiguientesafirmacionesesfalsa:a)Losdosrecipientescontienenigualnúmerodemoles.b)Losdosrecipientestieneninicialmentelamismapresión.c)Siseelevalatemperaturade25°Chasta50°Cenlosdosmatraces,lapresiónenAseguirásiendoigualalapresiónenB.d)Siseponenencomunicaciónlosdosmatraces,lapresiónentotalserálamismaenAyenB,ysuvalorseráeldobledelapresióninicialalsumarselaspresiones.
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.CastillayLeón2001)
a)Verdadero.Elnúmerodemolesdeambosgases:
2gH1molH2gH
=1molH 32gO1molO32gO
=1molO
b)Verdadero.Sielnúmerodemolesdeambosgasesesidénticolaspresionesqueejercentambiénloson:
p =1mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
VL=24,4V
atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 143
p =1mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
VL=24,4V
atm
c)Verdadero.Silatemperaturaseelevahastalos50°C,lasnuevaspresionesson:
p =1mol 0,082atm·L·mol ·K 50+273 K
VL=26,5V
atm
p =1mol 0,082atm·L·mol ·K 50+273 K
VL=26,5V
atm
d)Falso.Alconectarambosmatraceslapresióneslamismaencadamatrazyeslamismaque existía antes de conectarlos, ya que si el número demoles es el doble, el volumentambiénloes:
p=2mol 0,082atm·L·mol ·K 50+273 K
2VL=26,5V
atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.46.¿Cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas?1)Paradeterminarlamasamoleculardeungas,suponiendocomportamientoideal,lomásadecuadoespesarunvolumenconocidoatemperaturasbajasypresionesaltas.2)Enigualescondicionesdepresiónytemperatura,dosmolesdeHeocuparánelmismovolumenque1molde .3)Aigualdaddetemperatura,todoslosgasestienenlamismaenergíacinética.4)Avolumenconstante,lapresióndeungasesinversamenteproporcionalalatemperatura.
a)2y3b)1y4c)1,2y3d)Solo3
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
1) Incorrecto. Para que un gas tenga comportamiento ideal y así poder aplicarle laecuacióndeestado,pV=nRT,esprecisoqueseencuentresometidoatemperaturasaltasypresionesbajas.
2)Incorrecto.DeacuerdoconlaleydeAvogadro,enigualescondicionesdetemperaturaypresión,dosmolesdeHeocupandoblevolumenque1moldeN .
3)Correcto.Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,laenergíacinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
4)Incorrecto.DeacuerdoconlaleydeCharles, lapresiónejercidaporungasavolumenconstanteesdirectamenteproporcionalasutemperaturaabsoluta:
pT=k
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 144
3.47.Un recipientecerradocontiene100mLdeungasque secalientedesde10°Ca24°C,manteniendoconstantelapresión,elvolumenresultantees:a)114mLb)100mLc)105mLd)200mL
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
DeacuerdoconlaleydeCharles:
V1T1=V2T2
100mL10+273 K
=V2
24+273 KV2=105mL
Larespuestacorrectaeslac.
3.48.Dosmolesdeungasocupanunvolumen,V,cuandoseencuentraalapresiónde2atmylatemperaturade25°C.Delassiguientesafirmaciones:
1)Estegasocupaelmismovolumen,V,silapresiónes1atmylatemperatura50°C.2)Unmoldeestegasocupaelmismovolumen,V,alapresiónde4atmy25°C.3)Unmoldeestegasocupaunvolumen,V,aIapresiónde1atmy25°C.4)Losdosmolesdegasocupanunvolumen2V,aIapresiónde2atmy323°C
Indiquecuálescierta:a)Solo1y3b)Solo2y3c)Solo3y4d)Ninguna
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Considerandocomportamientoideal,elvolumenVocupadopor2molesdegasa2atmy25°Ces:
V=2mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
2atm=24,44L
1)Incorrecto.Considerandocomportamientoideal,elvolumenVocupadopor2molesdegasa1atmy50°Ces:
V=2mol 0,082atm·L·mol ·K 50+273 K
1atm=52,97L
2) Incorrecto. Considerando comportamiento ideal, el volumenVocupadopor1moldegasa4atmy25°Ces:
V=1mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
4atm=6,11L
3)Correcto.Considerandocomportamientoideal,elvolumenVocupadopor1moldegasa1atmy25°Ces:
V=1mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
1atm=24,44L
4)Incorrecto.Considerandocomportamientoideal,elvolumenVocupadopor2molesdegasa2atmy323°Ces:
V=2mol 0,082atm·L·mol ·K 323+273 K
2atm=48,72L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 145
Ningunarespuestaescorrecta.
3.49.¿Cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas?1)Sielairesaturadodehumedadya80°Ccontenidoenunmatrazdeunlitro,seenfríahasta50°C,condensaráagua.2)Sielairesaturadodehumedadya80°Ccontenidoenunmatrazdeunlitroseexpandehastaunvolumende10litros,manteniendoconstantelatemperatura,lapresióndelaguadisminuirá.3)Sitenemosdosmatraces,unode10litrosyotrode2litros,conteniendoambosairesaturadodehumedada40°C,lapresiónejercidaporelaguaseráigualenambosmatraces.4)SiungasAyotroBseencuentranenunmismorecipientecerrado,lapresiónparcialdeAyladeBserániguales.
a)Sólo1,2y3b)Sólo1,3y4c)Sólo1y2d)Todas
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Lapresiónqueejerceelvaporprocedentedeunlíquidoesdirectamenteproporcionalasutemperatura.
1)Correcto. Si desciende la temperatura del aire, la presión de vapor del agua se hacemenory,portanto,condensaagua.
2)Correcto.Aunquelapresióndevapordelaguasemantieneconstantealnocambiarlatemperaturadelaire,sielgasseexpande,deacuerdoconlaleydeBoyle,lapresiónparcialdelaguadisminuye.
3) Correcto. Si la temperatura del aire es la misma en ambos matraces, la presión devapordelaguadebeserlamismaaunqueelvolumendelosmatraceseadiferente.
4) Incorrecto. Las presiones parciales ejercidas por cada uno de los gases solo seránigualessielnúmerodemolesdecadaunotambiénloes.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.50.¿Cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas?1)Aigualdaddetemperatura,lapresiónejercidaporunmoldegasenunmatrazde5litrosesigualalaejercidaporcincomolesenunmatrazdeunlitro.2)Aigualdaddetemperaturayvolumen,6,023·10 moléculasde ejercenigualpresiónque12,046·10 moléculasdeNe.3)Lapresióntotaldeunamezcladegasesessumadelaspresionesparcialesejercidasporcadaunodesuscomponentes.4)Pormuchoqueseaumentelapresión,ungasnopuedelicuarseatemperaturassuperioresasutemperaturacrítica.
a)Solo1b)1y2c)1,2y4d)3y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
1)Incorrecto.Lapresiónejercidaporcadamuestradegases:
p1=1mol·RT
5L=RT5atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 146
p2=5mol·RT
1L=5RTatm
2)Incorrecto.Lapresiónejercidaporcadamuestradegases:
p =6,023·10 moleculasO ·RT
V
1molO
6,022·10 moleculasO=RTVatm
p =12,046·10 atomosNe·RT
V
1molNe
6,022·10 atomosNe=2RTV
atm
3)Correcto.La leydeDaltonde laspresionesparcialesdiceque lapresióntotaldeunamezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de lamisma.
4)Correcto.Latemperaturacríticadeungasesaquellaporencimadelacualpormuchoqueseaumentelapresiónelgasnopuedelicuarseyaquelasmoléculassemuevenatalvelocidadqueesimposiblequeseestablezcanfuerzasintermolecularesentreellas.
Larespuestacorrectaeslad.
3.51.¿Cuálesdelassiguientesafirmacionessoncorrectas?1)Lavelocidadmediadelasmoléculasdeungasaumentaalaumentarsutemperatura.2)Aigualdaddetemperatura,cuantomayorsealamasamoleculardeungasmenorserálavelocidaddesusmoléculas.3)Ungasrealtieneunmayorcovolumencuantomenorseaeltamañodesusmoléculas.4)Paraungasreal,elvalordelfactordecorreccióndelapresiónenlaecuacióndevanderWaals,estantomayorcuantomásfuertesseansusfuerzasintermoleculares.
a)1,2y4b)2y4c)Todasd)3y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
1)Correcto.Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,laenergíacinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Siaumentalaenergíatambiénlavelocidaddelapartícula.
2)Correcto.ComoE =½mv ,cuantomayorsealamasa,menorserálavelocidaddelapartícula.
3)Incorrecto.Elcovolumenesunconceptoqueaparececuandoseestudialosgasesreales,yrepresentaelvolumenocupadoporlasmoléculasconstitutivasdelosmismosyquesedeberestaralvolumentotaldelamasadegas,portanto,cuantomenorseaeltamañodelasmoléculasmenoreselcovolumen
4) Correcto. Cuanto mayores sean las fuerzas intermoleculares, mayor es el factor decorreccióndelapresiónymenorelcomportamientoidealquetieneelgas.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 147
3.52.Enunamezclainertedegaseshay3,00·10 moléculasdeAy1,50·10 moléculasdeB.Silapresióntotaldelamezclaes600Torr,laspresionesparcialesdeAyB,enTorr,serán,respectivamente:a)104y416b)100y500c)Nosepuedesaberalnodisponerdeldatodelatemperaturad)259y261
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.L.Asturias2001)(O.Q.L.Asturias2007)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
pA=p·yA
Lasrespectivasfraccionesmolaresson:
yA=3,00·10 moleculasA
1molALmoleculasA
3,00·10 moleculasA1molA
LmoleculasA +1,50·10 moleculasB1molB
LmoleculasB
=0,167
yA+yB=1yB=1–0,167=0,833
Sustituyendo:
pA=600Torr·0,167=100Torr
pA+pB=600pB= 600 100 Torr=500Torr
Larespuestacorrectaeslab.
3.53.Serecogenitrógenosobreaguaaunatemperaturade40°Cylapresióndelamuestrasemidióa796mmHg.Silapresióndevapordelaguaa40°Ces55mmHg,¿cuáleslapresiónparcialdelnitrógenogas?a)55mmHgb)741mmHgc)756mmHgd)796mmHge)851mmHg
(O.Q.N.Oviedo2002)
Esungashúmedo,esdecirunamezcladelgasyvapordeagua.DeacuerdoconlaleydeDaltondelasmezclasgaseosas:
ptotal=pN2+p°pO2= 796 55 mmHg=741mmHg
Larespuestacorrectaeslab.
3.54.Comparando0,5molde (g)y1,0moldeHe(g)temperaturaypresiónestándar,sepuedeafirmarquelosgases:a)Tienenlamismavelocidaddeefusión.b)Tienenlamismavelocidadmediamolecular.c)Tienenlamismaenergíacinéticamolecular.d)Ocupanvolúmenesiguales.e)Tienenlamismamasa.
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Madrid2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 148
a) Falso.De acuerdo con la ley deGraham las velocidades de difusión o efusión de dosgases distintos son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masasmolares:
uHeu
=M
MHe
LavelocidaddeefusióndelH esmayoryaquetienemenormasamolar.
b) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambos gasesestán a la misma temperatura tienen la misma energía cinética media, pero al tenerdiferentemasa sus velocidades cuadráticasmedias serán diferentes. De acuerdo con laecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LavelocidadcuadráticamediadelH esmayoryaquetienemenormasamolar.
c) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energíacinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Comoambosgasesseencuentranalamismatemperatura,losdostienenlamismaenergíacinéticamedia.
d)Falso.DeacuerdoconlaleydeAvogadro,elvolumenqueocupaelHeeseldoblequeelocupadoporelH .
e)Falso.Lamasadeungasdependedesunúmerodemolesydesumasamolar:
0,5molH2gH1molH
=1gH 1molHe4gHe1molHe
=4gHe
Larespuestacorrectaeslac.
(EstacuestióntieneunenunciadosimilaralapropuestaenAlmería1999).
3.55. En determinadas condiciones de presión y temperatura la densidad del oxígeno es1,429g· ;enlasmismascondiciones,ladensidaddelpropanoserá:a)1,964g· b)1,429g· c)1,039g· d)1,568g·
(O.Q.L.Murcia2002)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelO ydelC H :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 149
ρ
ρ=
pMRTpMRT
ρ
ρ=M
M
Sustituyendo:
ρ =1,429g·dm44g·mol32g·mol
=1,965g·
Larespuestacorrectaeslaa.
3.56.Unvendedordeglobostieneunrecipientede30Lllenodehidrógenoalatemperaturade25°Cysometidoaunapresiónde8atm.¿Cuántosglobosde2L,alapresiónde1atmymismatemperatura,podríallenarcontodoelhidrógenodelrecipiente?a)15b)60c)120d)240
(O.Q.L.Murcia2002)(O.Q.L.Baleares2007)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeH es:
n=8atm·30L
RT=240RT
molH
ElnúmerodemolesdeH encadagloboes:
n'=1atm·2L
RT=
2RT
molH
Elcocienteentreambosproporcionaelnúmerodeglobosquesepuedellenar:
nn'=240/RT2/RT
=120
Larespuestacorrectaeslac.
3.57.Entodaslascocinasenlasqueseutilizagas(yaseabutanoopropano)debeexistirunasalidaalexterioralniveldelsuelo;estosedebea:a)Unameracuestiónestética.b)Quetantoelbutanocomoelpropanosonmásdensosqueelaire.c)Losgasesdelacombustiónsonmáspesadosqueelbutanooelpropano.d)Quedeesaformasepuedeevacuarelnitrógenodelaire,conloquelacombustiónserámáseficaz.
(O.Q.L.Murcia2002)(O.Q.L.Baleares2007)
Elbutanoypropanosongasesmáspesadosqueelaire,58y44g·mol ,respectivamente,frentea28g·mol ,porloqueanteelpeligroocasionadoporunaposiblefuga,estosgasescaerían al suelo y por la salida pasarían al exterior evitándose su acumulación en unrecintocerrado.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 150
3.58.Sepesaunbalóndevidriocerradoquecontienemetanoencondicionesnormalesdepresiónytemperatura.Sevacíaysellenadespuésconoxígenoenlasmismascondiciones:a)Elpesodelvapordemetanoesigualalpesodeoxígeno.b)Elnúmerodemoléculasdemetanoeslamitadqueelnúmerodemoléculasde .c)Elnúmerototaldeátomosenelrecipienteconmetanoesigualalnúmerototaldeátomosdeoxígeno.d)Elpesodelvapordemetanoeslamitaddelpesodeoxígeno.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Considerandoqueambosgasessecomportandeformaideal,elnúmerodemolesdegaseselmismo:
n=pVRT
a)Falso.Teniendoencuentaquelasmasasmolaresdeambosgases,Mr,sondiferentes,lasmasasdegastambiénloserán.Lamasadegasvienedadaporlaecuación:
m=MpVRT
b)Falso.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes.
c)Falso.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes,perolamoléculadeO esdiatómicaydeCH pentatómica,porloqueelnúmerodeátomosenelrecipienteesdiferenteencadacaso.
d)Verdadero. Lasmasas de vapor encerradas en cada recipiente vienen dadas por lasexpresiones:
m =MpVRT
m =MpVRT
Larelaciónentreambases:
m
m=M
pVRT
MpVRT
m
m=M
M
m
m=1632
=12
Larespuestacorrectaeslad.
3.59.Dos recipientes cerradosde igualvolumen contienengasesdiferentes,AyB.Losdosgasesestánalamismatemperaturaypresión.LamasadelgasAes1,0g,mientrasqueladelgasB,queesmetano,es0,54g.¿CuáldelossiguientesgasesesA?a) b) c) d) −
(O.Q.L.Baleares2002)
DeacuerdoconlaleydeAvogadro,dosgases,medidosenidénticascondicionesdepresiónytemperatura,queocupanelmismovolumen,quieredecirqueestánconstituidosporelmismonúmerodemoléculasomoles:
nA=nBmA
MA=mB
MB
Sustituyendo:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 151
1,0gMA
=0,54g
29,6g·mol–MA=29,6g·mol
Elvalorobtenidoesmuypróximoa30,0g·mol ,quecorrespondealgas − .
Larespuestacorrectaeslad.
3.60.Segúnlateoríacinético‐moleculardelamateria:a)Loschoquesentrepartículaspuedenserelásticos.b) La velocidad de desplazamiento de las partículas es directamente proporcional a sutemperaturaabsoluta.c)Lasfuerzasderepulsiónentrepartículassonmásimportantesquelasdeatracción.d)Todassonfalsas.
(O.Q.L.Baleares2002)
a)Falso.Loschoquesentrelaspartículasnopuedensinodebenserelásticosparaquesemantengalaenergíadelasmoléculas.
b)Verdadero.DeacuerdoconlaecuacióndeMaxwell,lavelocidaddelasmoléculasvienedadaporlaexpresión:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
c)Falso.Deacuerdoconteoríacinético‐molecular,lasfuerzasdeatracciónyrepulsiónsonprácticamente despreciables ya que lamayor parte del tiempo las partículas no chocanentresí.
Larespuestacorrectaeslab.
3.61.Sabiendoque lamasamolardelmonóxidodecarbonoes28,01;señale laproposicióncorrecta:a)Unmoldemonóxidodecarbonopesará28,01u.b) Lamasa atómica del radón es 222, luego unmol de radón tiene 222/28 vecesmenosmoléculasqueunmoldemonóxidodecarbono,apyTconstantes.c)Enun litrodemonóxidodecarbonoenestadogaseoso,encondicionesnormales,habrá28,01·2/22,41átomos.d)A100°Cy1atm,unmoldemonóxidodecarbonotendrá6,023·10 moléculas.e) El número de partículas en una determinada cantidad de muestra depende de latemperatura.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.LamasamolardelCOes28,01g.
b)Falso.EnidénticascondicionesdepyT,1moldeRny1moldeCOcontienenelmismonúmeropartículas,yaqueelRn,porserungasinerte,noformamoléculas.
c)Falso.Elnúmerodeátomospropuestoesabsurdo,yaquesetratadeunnúmeromuypequeño.Elvalorcorrectoes:
1LCO1molCO22,4LCO
LmoleculasCO
1molCO
2atomos1moleculaCO
=2L22,4
atomos
d)Verdadero.UnmoldecualquiergascontieneunnúmerodeAvogadrodemoléculas,lascondicionesdepresiónytemperaturasóloafectanalvolumenqueocupa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 152
e)Falso.Elnúmerodepartículasdeunadeterminadacantidaddemuestrasólodependedelnúmerodemolesdelamisma.
Larespuestacorrectaeslad.
3.62. ¿Cuálde las siguientesparejasdegases serámásdifícilde separarporelmétododeefusióngaseosa?a) y b) y c) y d)HeyNed)Hey
(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.N.Sevilla2010)
De acuerdo con la ley de Graham, las velocidades de difusión o efusión de dos gasesdistintossoninversamenteproporcionalesalasraícescuadradasdesusmasasmolares:
uAuB=
MB
MA
Observandolasmasasmolaresdelassiguientesparejasdegases:
Gases /g· /g· / O yCO 32 44 1,4y 28 28 1
H2yC H 2 28 14HeyNe 4 20 5HeyO 4 32 8
Serámásdifícildesepararlaparejadegasesentrelosqueexistamenorrelaciónentrelasmasasmolares.Enestecaso,lapareja y quetienenlamismamasamolar.
Larespuestacorrectaeslab.
3.63.Ladensidaddel fluorurodehidrógenogaseosoa28°Cy1atmes2,30g/L.Estedatopermiteafirmar:a)ElHFsecomportacomogasideala28°Cy1atm.b)LasmoléculasdeHFenfasegaseosadebenestarasociadasporenlacesdehidrógeno.c)ElHFestácompletamentedisociadoenfasegas.d)ElenlaceH−Fesiónico.d)LamoléculadeHFtienemomentodipolarnulo.
(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Baleares2011)
a)Falso.ComoseobservaenelapartadosiguienteexisteasociaciónintermolecularporloqueelHFnosecomportacomoungasideal.
b)Verdadero.Apartirdelaecuacióndeestadodelosgasesideales:
M=2,3g·L 0,082atm·L·mol ·K 28+273 K
1atm=56,8g·mol
TeniendoencuentaquelamasamolardelHFes20g·mol ,observandoqueestevaloresmenor que el obtenido, quiere decir que lasmoléculas deHF están asociadasmedianteenlacesintermolecularesdehidrógeno.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 153
c)Falso.Comosehavistoenelapartadoanterior,algunasmoléculasdeHFseencuentranunidasmedianteenlacesintermolecularesdehidrógeno.
d)Falso.LadiferenciadeelectronegatividadentreelF(=3,98)yelH(=2,20)noeslosuficientegrandeparaqueelenlaceseaiónico,setratadeunenlacecovalentepolar.
e)Falso.LadiferenciadeelectronegatividadentreelF(=3,98)yelH(=2,20)implicalaformacióndeundipoloenlamolécula,porloéstasítienemomentodipolar(μ=1,90D).
Larespuestacorrectaeslab.
3.64.Señalelaproposicióncorrecta:a)En22,4Ldeoxígenogaseoso,a0°Cy1atm,hayL (númerodeAvogadro)átomosdeoxígeno.b)Alreaccionar10gdeMgodeAlconHClseobtieneelmismovolumendehidrógeno,alamismapresiónytemperatura.c)Apresiónconstante,elvolumendeungasa50°Ceseldoblequea25°C.d)El volumende14gdenitrógeno es igualalde16gdeoxígeno,a lamismapresión ytemperatura.e)Unmoldeoxígenoenestadosólido,líquidoogaseoso,ocupa22,4La0°Cy1atm.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.
22,4LO1molO22,4LO
LmoleculasO
1molO2atomosO1moleculaO
=2LatomosO
b)Falso.
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelMgyAlconHClson:
2HCl(aq)+Mg(s)MgCl (aq)+H (g)
6HCl(aq)+2Al(s)2AlCl (aq)+3H (g)
El volumendeH ,medido en condiciones normales, que se obtiene a partir de 10 g decadametales:
10gMg1molMg24,3gMg
1molH1molMg
22,4LH1molH
=9,2LH
10gAl1molAl27gAl
3molH2molAl
22,4LH1molH
=12,4LH
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeCharles, losvolúmenesocupadosporunamasadegas,medidos a presión constante, son directamente proporcionales a las temperaturasabsolutas:
V1T1=V2T2
V2V1=
50+273 K25+273 K
≠2
d)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeAvogadro,elvolumenqueocupaunadeterminadamasa de gas en determinadas condiciones de p y T es directamente proporcional alnúmerodemolesdelmismo:
V=k·n siendokelvolumenmolarenesascondicionesdepyT
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 154
14gN1molN28gN
22,4LN1molN
=11,2LN
16gO1molO32gO
22,4LO1molO
=11,2LO
e)Falso.SóloencondicionesnormalesdepresiónytemperaturaelO esgasyportanto1moldelmismoocupa22,4L.
Larespuestacorrectaeslad.
3.65.UnrecipienteAde30Lestállenodehidrógenoa4atmy273K.Sisacamosdeélciertacantidaddehidrógeno,queenc.n.tieneunvolumende60L,lapresiónalaqueseencontraráelhidrógenoenAdespuésdelaextracción:a)Será2atm.b)Será1atm.c)Sehabráreducidohasta0,2atm.d)Seguirásiendo4atm.
(O.Q.L.Murcia2003)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesinicialesdeH es:
n=4atm·30L
RT=120RT
molH
ElnúmerodemolesdeH queseextraenes:
n'=1atm·60L
RT=60RT
molH
Lapresiónfinalenelrecipientees:
p=
120RT 60RT RT
30=2atm
Larespuestacorrectaeslaa.
3.66.¿Cuálserálapresióntotalenelinteriordeunrecipientede2Lquecontiene1gdeHe,14gdeCOy10gdeNOa27°C?a)21,61atmb)13,33atmc)1,24atmd)0,31atm(Dato.R=0,082atm·L·mol−1·K−1)
(O.Q.L.Murcia2003)
Laspresionesparcialesejercidasporcadaunodelosgasesson:
pHe=1gHe 0,082atm·L·mol ·K 27+273 K
2L1molHe4gHe
=3,08atm
pCO=14gCO 0,082atm·L·mol ·K 27+273 K
2L1molCO28gCO
=6,15atm
pNO=10gNO 0,082atm·L·mol ·K 27+273 K
2L1molNO30gNO
=4,10atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 155
AplicandolaleydeDaltondelasmezclasgaseosas:
p=pHe+pCO+pNO= 3,08+6,15+4,10 atm=13,33atm
Larespuestacorrectaeslab.
3.67.Ciertogastieneunadensidadde3,17g· enc.n.Lamasamolardedichogases:a)38,65g· b)71g· c)7g· d)86,12g·
(O.Q.L.Murcia2003)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
Sabiendoquelevolumenmolardeungasencondicionesnormaleses22,4L·mol :
Vn=RTp=22,4
Igualandoambasexpresionesseobtienelamasamolardelgas:
M=22,4·ρM=22,4Lmol
3,17gL=71g·
Larespuestacorrectaeslab.
3.68.Dosmoles de distintos gases, en igualdad de condiciones de presión y temperatura,tienen:a)Lamismamasa.b)Elmismonúmerodeátomos.c)Lamismaenergíainterna.d)Elmismovolumen.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a)Falso.Sóloesposiblesilasmasasmolaressonidénticas.Algunosejemplosson:
CO,N yC H tienenmasamolar28g·mol−1
NOyC H tienenmasamolar30g·mol
CO ,N OyC H tienenmasamolar44g·mol
b)Falso.Sóloesposiblesilasmoléculasestánintegradasporelmismonúmerodeátomos.Algunosejemplosson:
H ,N yO sonmoléculasdiatómicas
NO ,SO yCO sonmoléculastriatómicas
c)Falso.Laenergíainterna,U,esunamagnitudintensiva,esdecir,dependedelamasadegasexistente.
d)Verdadero. De acuerdo con la ley deAvogadro, volúmenes iguales de cualquier gas,medidosenidénticascondicionesdepresiónytemperatura,contienenelmismonúmerodemoléculas(moles).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 156
Larespuestacorrectaeslad.
3.69.Unadelassiguientesexpresionessobreelcomportamientodelosgasesesfalsa:a)Lasinteraccionesentrelasmoléculasdeungasidealsonnulas.b)Losgasesseacercanalcomportamientoidealabajastemperaturas.c)Lapresióntotaldeunamezcladediversosgasesidealesesigualalasumadelaspresionesqueejerceríacadagasindividualmente.d)Losgasessealejandelcomportamientoidealaaltaspresiones.
(O.Q.L.Baleares2003)
a)Verdadero.Deacuerdoconteoríacinético‐molecular,lasinteraccionesentremoléculasson prácticamente despreciables ya que la mayor parte del tiempo las partículas nochocanentresí.
b)Falso.Losgasestienencomportamientoidealatemperaturasaltas.
c)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales,“lapresióntotaldeunamezcladediversosgasesidealesesigualalasumadelaspresionesqueejerceríacadagasindividualmente”.
d)Verdadero.Losgasestienencomportamientoidealapresionesbajas.
Larespuestacorrectaeslab.
3.70.Considerandoelairecomounamezclahomogéneadecomposiciónvolumétrica78%denitrógeno,21%deoxígenoy1%deargón,la“masamolaraparente”delaireresultaser:a)14,68g/molb)28,96g/molc)29,36g/mold)Nosepuedeconocer.
(O.Q.L.Murcia2004)
De acuerdo con la ley deAvogadro, en unamezcla gaseosa la composición volumétricacoincide con la composiciónmolar. Por tanto si se considera que se parte de “1mol deaire”sedisponede:
0,78molesdeN ;0,21molesdeO y0,01molesdeAr
Pasandoagramosseobtiene:
0,78molN28gN1molN +0,21molO
32gO1molO +0,01molAr
39,9gAr1molAr
1molaire=28,96
gmol
Larespuestacorrectaeslab.
3.71.Alestudiarelcomportamientode1moldemoléculasdegas a100°Cenunrecipientede2litrosdecapacidad,yasumiendoqueésteestábiendescritoporlateoríacinéticadegasesyelmodelodegasideal,seencuentraque:a)Laenergíacinéticadetodaslasmoléculaseslamisma.b) La presión observada es debida al choque de lasmoléculas de gas con las paredes delrecipiente.c)Lasinteraccionesentrelaspartículassondetipodipoloinducido‐dipoloinducido.d)Lasmoléculasdegasestaránprácticamenteinmóvilesaestatemperatura.
(O.Q.L.Murcia2004)
a) Falso. Desde el punto de vista estadístico, es imposible que todas las moléculas semuevanlamismavelocidad,esdecir,tenganlamismaenergíacinética.Deacuerdoconla
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 157
teoría cinético‐molecular de Boltzmann, se habla de una energía cinética media de lasmoléculasdegasquesólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
b)Verdadero. Lasmoléculasde gas están en constantemovimiento y al chocar con lasparedesdelrecipientesonlasresponsablesdelapresiónejercidaporelgas.
c) Falso. La temperatura es demasiado alta para que existan interacciones entre lasmoléculasyporlotantolasquepuedanexistirsondespreciables.
d) Falso. Las moléculas sólo estarán inmóviles a la temperatura de 0 K. De hecho, deacuerdoconlaecuacióndeMaxwell,a100°Csuvelocidades:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
u=3 8,314J·mol ·K 100+273 K
0,002kg·mol=2157m·s
Larespuestacorrectaeslab.
3.72.Enlacombustiónde5Ldeunalcanoa2atmy273Ksedesprenden40Ldedióxidodecarbonomedidosencondicionesnormales.Dichoalcanopuedeser:a)Etanob)Butanoc)Propanod)Octano
(O.Q.L.Murcia2004)
Aplicando la ley deBoyle se puede calcular el volumen de hidrocarburo que se quema,medidoencondicionesnormales:
p V =p V V2=2atm·5L1atm
=10L
TeniendoencuentaqueenlacombustióntodoelcarbonodelhidrocarburosetransformaenCO ,relacionandoambosvolúmenes:
40LCO10Lhidrocarburo
=4LCO
Lhidrocarburo
deacuerdoconlaleydeGay‐Lussacquediceque:
“losvolúmenesdelosgasesqueintervienenenunareacciónquímicas,medidosenlasmismascondicionesdepresióny temperatura,estánenrelacióndenúmerosenterossencillos”.
Elhidrocarburoquecontiene4molesdeC,eselbutano.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 158
3.73.Unvolumende10 degasfluorurodehidrógenoreaccionacon5 dedifluorurodedinitrógenogaseoso formando10 deun sologasmedidoapresióny temperaturaconstante.Señalelaletraquerepresentaestareacción.a)HF+ b)2HF+ 2 c)2HF+ d)HF+2
(O.Q.L.Madrid2004)(O.Q.L.Madrid2007)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacquediceque:
“losvolúmenesdedelassustanciasgaseosasqueintervienenenunareacciónquímica,medidos en idénticas condiciones de presión y temperatura, están en relación denúmerosenterossencillos”.
Aplicadoalosdatosdados:
10cm HF+5cm N F 10cm producto
La relación volumétrica es (2+1) para producir 2. Esta relación coincide con la relaciónestequiométricadelareacción:
2HF+ 2
Larespuestacorrectaeslab.
3.74.¿Cuálesladensidaddelgasoxígeno( )a298Ky0,987atm?a)2,23g/Lb)1,29g/Lc)1,89g/Ld)5,24g/L
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
ρ=0,987atm 32g·mol 1
0,082atm·L·mol ·K 298K=1,29g·L
Larespuestacorrectaeslab.
3.75.UnamuestradeKr (g) seescapaa travésdeunpequeñoagujeroen87,3 syungasdesconocido, en condiciones idénticas, necesita 42,9 s. ¿Cuál es la masa molar del gasdesconocido?a)40,5g/molb)23,4g/molc)20,2g/mold)10,5g/mol
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
De acuerdo con la ley de Graham, las velocidades de difusión o efusión de dos gasesdistintossoninversamenteproporcionalesalasraícescuadradasdesusmasasmolares:
uKruX
=MX
MKr
Elevandoalcuadrado:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 159
MX=MKruKruX
2MX=MKr
ntKr
ntX
2
MKrtXtKr
2
Sustituyendo:
MX=83,80g·mol1 42,987,3
2
=20,2g·mol
Larespuestacorrectaeslac.
3.76.A27°C y750Torr,dosmuestrasdegasmetano (CH4) yoxígeno,de16g cadauna,tendránlasmismas:a)Velocidadesmolecularesmedias.b)Energíascinéticasmolecularesmedias.c)Númerodepartículasgaseosas.d)Volúmenesgaseosos.e)Velocidadesdeefusiónmedias.
(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.N.Sevilla2010)
a) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambos gasesestán a la misma temperatura tienen la misma energía cinética media, pero al tenerdiferentemasa sus velocidadesmolecularesmedias serán diferentes. De acuerdo con laecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LavelocidadmolecularmediadelCH esmayoryaquetienemenormasamolar.
b)Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambosgasesestánalamismatemperaturatienenlamismaenergíacinéticamedia:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
c)Falso.
16gCH1molCH16gCH
LmoleculasCH
1molCH=LmoleculasCH
16gO1molO32gO
LmoleculasO
1molO=L2moleculasO
d)Falso.
V =16gCH 0,082atm·L·mol ·K 27+273 K
750mmHg1molCH16gCH
750mmHg1atm
=24,92L
V =16gO 0,082atm·L·mol ·K 27+273 K
750mmHg1molO32gO
750mmHg1atm
=12,46L
e) Falso.De acuerdo con la leydeGraham, las velocidadesdedifusióno efusióndedosgases distintos son inversamente proporcionales a las raíces cuadradas de sus masasmolares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 160
u
u=
M
Mu esmayoryaquesumasamolaresmenor
Larespuestacorrectaeslab.
(EnSevilla2010seproponen50gdeN (g)ySO (g)a27°Cy750mmHg).
3.77.Calculelavelocidadcuadráticamedia,enm/s,paralasmoléculasdeH2(g)a30°C.a)6,09·10 m·
b)5,26·10 m· c)6,13·10 m· d)1,94·10 m· e)2,74·10 m· (Dato.R=8,314J· · )
(O.Q.N.Luarca2005)
AplicandolaecuacióndeMaxwellparacalcularlavelocidadcuadráticamedia:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
u=3 8,314J·mol ·K 30+273 K
0,002kg·mol=1,94·103m·s
Larespuestacorrectaeslad.
3.78. Una muestra de 0,90 g de agua líquida se introduce en un matraz de 2,00 Lpreviamenteevacuado,despuéssecierraysecalientahasta37°C.¿Quéporcentajedeagua,enmasa,permaneceenfaselíquida?Lapresióndevapordelaguaa37°Ces48,2Torr.a)10%b)18%c)82%d)90%e)0%
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1atm=760Torr)(O.Q.N.Luarca2005)
Considerandocomportamiento ideal, lamasadeaguacorrespondientealaguaen la fasevapores:
pV=mMRTm=
pVMRT
m=48,2Torr 2L 18g·mol
0,082atm·L·mol ·K 100+273 K1atm
760Torr=0,09g
Lamasadeaguaquequedaenlafaselíquida,expresadacomoporcentaje,es:
m=0,90–0,09 g
0,90g100=90%
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 161
3.79.¿Cuáleslarazóndelasvelocidadesdedifusiónde y ?Razón : a)0,45b)0,69c)0,47d)1,5e)0,67
(O.Q.N.Luarca2005)
De acuerdo con la ley de Graham, las velocidades de difusión o efusión de dos gasesdistintossoninversamenteproporcionalesalasraícescuadradasdesusmasasmolares:
u
u=
M
M
u
u=
3271
=0,67
Larespuestacorrectaeslae.
3.80.Cuandosehabladegases,sedenominancondicionesnormalesa:a)25°Cypresióndeunaatmósfera.b)0°Cypresióndeunaatmósfera.c)25°Cypresiónde1000mmdemercurio.d)0°Cypresiónde1000mmdemercurio.
(O.Q.L.Murcia2005)
Seconsiderancondicionesnormalesdepresiónytemperatura,1atmy0°C.
Larespuestacorrectaeslab.
3.81.Elbarómetrofueintroducidopor:a)MadameCurieencolaboraciónconsuesposo,Pierre.b)SirWilliamThomson,LordKelvin.c)JohnW.Strutt,LordRayleigh.d)EvangelistaTorricelli.
(O.Q.L.Murcia2005)
a)Falso.MarieyPierreCuriedescubrieronelpolonioyelradio.
b)Falso.LordKelvinestableciólaescalaabsolutadetemperaturas.
c)Falso.LordRayleighpropusosuteoríasobreelsonido.
d)Verdadero.ElbarómetrofueconstruidoporEvangelistaTorricellien1643.
Larespuestacorrectaeslad.
3.82.¿Quévolumendeaire,medidoa745mmHgy32°Cdebeserprocesadoparaobtenerel(g)necesarioparallenarunabotellade8,0La11,0atmy25°C?
a)11,2Lb)0,93Lc)116Ld)10,2L(Datos.Composiciónporcentualdelaire:79% y21% ;R=0,082atm·L· · )
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
Considerandocomportamiento ideal, elnúmerodemolesdeN necesariopara llenar labotellaes:
n=11atm·8L
0,082atm·L·mol ·K 25+273 K=3,60molN
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 162
Teniendoencuentaqueenlasmezclasgaseosaslacomposiciónvolumétricacoincideconlacomposiciónmolar,elnúmerodemolesdeairecorrespondienteaesacantidaddeN es:
3,60molN100molaire79molN
=4,56molaire
Considerandocomportamientoideal,elvolumenqueocupaelaireenesascondicioneses:
Vaire=4,56mol 0,082atm·L·mol ·K 32+273 K
745mmHg760mmHg1atm
=116,3Laire
Larespuestacorrectaeslac.
3.83.Unamezclagaseosacontiene50,0%de ,25,0%de y25,0%de ,enmasa.Atemperaturaypresiónestándar,lapresiónparcialdel:a) (g)esmayorde0,25atm.b) (g)esiguala380Torr.c) (g)esmenorde0,25atm.d) (g)esiguala0,25atm.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales,lapresiónparcialdeungassecalculamediantelaexpresión:
pi=p·yi
Las fracciones molares correspondientes a cada uno de los gases de la mezcla son,respectivamente:
y =n
n +nO2+n=
50gO1molO32gO
25gCl1molCl71gCl +50gO
1molO32gO +25gN
1molN28gN
=0,557
y =n
n +n +n=
25gCl1molCl71gCl
25gCl1molCl71gCl +50gO
1molO32gO +25gN
1molN28gN
=0,125
yN2=nN2
n +n +n=
25gN1molN28gN
25gCl1molCl71gCl +50gO
1molO32gO +25gN
1molN28gN
=0,318
Las presiones parciales correspondientes a cada uno de los gases de la mezcla son,respectivamente:
p =p·y p =1atm·0,557=0,557atm760Torr1atm
=423Torr
p =p·y p =1atm·0,125=0,125atm
pN2=p·y p =1atm·0,375=0,318atm
LapresiónparcialdelCl esmenorde0,25atm.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 163
3.84.UnamuestrademagnesioreaccionaconunexcesodeHClyproduce2,5Ldehidrógenogaseosoa0,97atmy298K.¿Cuántosmolesdehidrógenogaseososeproducen?a)10,1molesb)0,063molesc)75,6molesd)0,099molese)2,5moles
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Extremadura2005)
Considerandocomportamientoidealelnúmerodemolescorrespondientealamuestraes:
n=0,97atm·2,5L
0,082atm·L·mol ·K 298K=0,099mol
Larespuestacorrectaeslad.
3.85.Enelairequerespiramosencontramosprincipalmentelosgasessiguientes:a)Oxígeno,cloroyvapordeagua.b)Nitrógeno,oxígeno,vapordeaguaydióxidodecarbono.c)Hidrógeno,oxígenoydióxidodecarbono.d)Neón,cloroyoxígeno.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
El aire es unamezcla gaseosa en la que los gasesmás abundantes son, nitrógeno (N ),oxígeno(O ),argón(Ar)ydióxidodecarbono(CO ).
Ninguna respuesta es correcta ya que se omite el tercer gas más abundante, el argón(0,93%envolumen).
3.86.Sedisponededosrecipientesidénticosyalamismatemperatura.Enunoseintroducegashelioyenelotrolamismamasadegasneón.Señalecuáldelassiguientesafirmacionesescorrecta:a)Ambosrecipientescontienenelmismonúmerodeátomos.b)Enelrecipientedelneónseencuentraelmayornúmerodeátomos.c)Lapresiónenelrecipientedelneónesmenorqueeneldehelio.d)Losátomosdelrecipientedeneónocupanmásvolumenquelosdelotrogasnoble.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a)Incorrecto.Aunquelasmasasdegassonidénticas,comoambosgasestienendiferentemasamolar,elnúmerodeátomostambiénesdiferente:
N =m1molHeM
LatomosHe1molHe
=m·LM
atomosHe
N =m1molNeM
LatomosNe1molNe
=m·LM
atomosNe
b) Incorrecto. Como la masa molar del helio, M , es menor que la del neón, M , elnúmerodeátomosdehelio,N ,esmayorqueelneón,N .
m=MpVRT
c) Correcto. Si existen menos átomos de neón, su fracción molar será menor y lapresiónparcialejercidaporestegastambiénserámenor.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 164
d)Incorrecto.Cosiderandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporlaspartículasesdespreciablecomparadoconelvolumendelrecipiente.
Larespuestacorrectaeslac.
3.87.Sedisponedeunamezclade150gde (g)y150gde (g)parainiciarlasíntesisdeamoníaco.Silapresióntotaldelamezclagaseosaes1,5atm,lapresiónparcialde (g)es:a)0,10atmb)0,25atmc)1atmd)1,25atme)0,75atm
(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Córdoba2010)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y p =1,5atm150gN
1molN28gN
150gN1molN28gN +150gH
1molH2gH
=0,10atm
Larespuestacorrectaeslaa.
3.88. ¿Aqué temperatura lasmoléculasde (g) (masamolar=16g ), tienen lamismaenergíacinéticamediaque lasmoléculasde (g)(masamolar=18g )a120°C?a)30°Cb)80°Cc)90°Cd)120°Ce)180°C
(O.Q.N.Vigo2006)
Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,laenergíacinéticamediadeungassólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Ambosgasesdebenestaralamismatemperatura,120°C.
Larespuestacorrectaeslad.
3.89.Deacuerdoconlateoríacinéticadelosgasesideales:a)Todaslasmoléculasoátomosdeungastienenlamismaenergíacinética.b)Loschoquesentrelasdistintasmoléculasoátomosdeungassonperfectamenteelásticos.c)Elvolumenqueocupaungasdependedesumasamolecular.d)Cuandoseaumentamucholapresiónsepuedellegaralicuarelgas.
(O.Q.L.Murcia2006)
a) Falso. Desde el punto de vista estadístico, es imposible que todas las moléculas semuevanlamismavelocidad,esdecir,tenganlamismaenergíacinética.Deacuerdoconlateoría cinético‐molecular de Boltzmann, se habla de una energía cinética media de lasmoléculasdegasquesólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 165
b)Verdadero.Unadelasbasesdelateoríacinéticadelosgasesesqueloschoquesentrepartículas y con las paredes del recipiente son perfectamente elásticos, ya que de otraforma,silaenergíadelgasnosemantuvieraconstante,laspartículasdelgasterminaríanquedandoenreposoyocupandosuvolumenqueesprácticamentedespreciable.
c) Falso.De acuerdo con las leyes de los gases, el volumenque ocupa unadeterminadamasadegassólodependedelapresión(Boyle)ydelatemperatura(Charles).
d)Falso.Sólosiseencuentrapordebajodesutemperaturacrítica.
Larespuestacorrectaeslab.
3.90.Lasolubilidaddel (g)enaguanoseveinfluidaporla:a)Presiónb)Temperaturac)Velocidadconquesedejapasarelflujodegasd)Reacciónquímicadelgasconelagua.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a‐b)Falso.Deacuerdocon la leydeHenry la solubilidaddeungasesproporcional a supresión,ylaconstantedeproporcionalidaddependedelatemperatura.
d)Falso.ElCO reaccionaconelaguadeacuerdaconlasiguienteecuación:
CO (g)+H O(l)H CO (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
3.91.Ladensidaddelpentanoa25°Cy750mmHges:a)2,21g· b)34,6g· c)2,42g· d)2,91g·
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.L.Córdoba2010)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
ρ=(750mmHg 72g·mol 1)
0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
1atm760mmHg
=2,91g·L
Larespuestacorrectaeslad.
3.92.Unrecipientecontienea130°Cy760mmHg,50gdecadaunodelossiguientesgases:, ,Ne, y .Lasvelocidadesmolecularesmediasson:
a) >Ne> > > b) >Ne> > > c) =Ne= = = d) >Ne> > >
(O.Q.L.Madrid2006)
Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,comotodoslosgasesestánalamismatemperaturatienenlamismaenergíacinéticamedia,peroaltenerdiferentemasasus velocidades cuadráticas medias serán diferentes. De acuerdo con la ecuación deMaxwell:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 166
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
Lavelocidadcuadráticamediadelungasesinversamenteproporcionalasumasamolar,portanto,elgasmásligeroeselquetienemayorvelocidadcuadráticamedia.Lasmasasmolaresdelosgasesdadosson:
Sustancia Ne
M/g· 18 20,2 28 32 44Deacuerdoconlasmasasmolares,elordendecrecientedevelocidadeses:
>Ne> > >
Larespuestacorrectaeslad.
3.93.¿Cuáles,aproximadamente,ladensidaddel encondicionesnormales?a)0,8g/Lb)1g/ c)17g/L
(O.Q.L.LaRioja2006)
Considerandocomportamientoideal,elvolumenmolardeungasencondicionesnormalesdepyTes22,4L·mol :
ρ=17g·mol22,4L·mol
=0,8g·L
Larespuestacorrectaeslaa.
3.94.SiladensidaddeungasAesdoblequeladeotroBalasmismascondicionesdepresiónytemperatura,sepuededecirque:a)LamasamoleculardeBesdoblequeladeAb)LamasamoleculardeAesdoblequeladeBc)Lasmasasmolecularesnoafectanaladensidad
(O.Q.L.LaRioja2006)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρX=MXpRT
Larelaciónentrelasdensidadeses:
ρAρB=MA
pRT
MBpRT
ρAρB=MA
MB=2
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 167
3.95.Indiquecuáldelassiguientesafirmacionesesverdadera.a)Atemperaturayvolumenfijos,lapresiónejercidaporungascontenidoenunrecipientedisminuyecuandoseintroducemáscantidaddelmismo.b) A temperatura fija, el volumen de un gas contenido en un recipiente aumenta con lapresión.c)Volúmenesigualesdegasesdiferentessiempretienenelmismonúmerodemoléculas.d) Cuando se mezclan varios gases, la presión ejercida por la mezcla es directamenteproporcionalalasumadelnúmerodemolesdetodoslosgases.e) Volúmenes iguales de hidrógeno y dióxido de azufre, , en condiciones normales,contienenelmismonúmerodeátomos.
(O.Q.N.Córdoba2007)
a)Falso.Siatemperaturayvolumenconstantes,seintroducemásgasenelrecipiente,esdecir,seaumentaelnúmerodemoles,lapresiónaumenta.Asídeacuerdoconlaecuacióndeestadodelosgasesideales:
p=nRTV
b)Falso.DeacuerdoconlaleydeBoyle,paraunamasadegasatemperaturaconstante,lapresiónyelvolumensonmagnitudesinversamenteproporcionales:
pV=cte
c) Falso. De acuerdo con la ley de Avogadro, volúmenes iguales de gases diferentescontienen el mismo número de moléculas siempre que estén medidos en las mismascondicionesdepresiónytemperatura.
d)Verdadero.Deacuerdocon la leydeDaltonde lasmezclasgaseosas, lapresión totalejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de suscomponentes.
Porejemplo,paraunamezcladedosgasesAyB:
p=pA+pBp=nARTV+nB
RTV= nA+nB
RTV
e) Falso. De acuerdo con la ley de Avogadro, volúmenes iguales de gases diferentesmedidosenlasmismascondicionesdepresiónytemperaturacontienenelmismonúmerodemoléculas.
Elnúmerodeátomosesdiferente,yaquelamoléculadeH estáformadapor2átomosyladeSO por3átomos.
Larespuestacorrectaeslad.
3.96.Enunrecipientede2,5litrosseintroducencantidadesequimolecularesde gaseosogaseosoa latemperaturade25°C.Si lamasatotaldegasenelmatrazesde30g, la
presióntotalensuinteriorserá:a)1,54barb)5,45barc)4,30bard)2,63bare)3,85bar
(Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=1,013bar)(O.Q.N.Córdoba2007)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 168
Si se trata de cantidades equilimoleculares de gas las presiones ejercidas por ellos soniguales:
p =p
LlamandonalosmolesdeNO ydeN O sepuedeescribir:
nmolNO46gNO1molNO
+nmolN O92gN O1molN O
=30mezclan=0,2174mol
AplicandolaleydeDaltondelasmezclasgaseosas:
p=p +p =2nRTV
Sustituyendo:
p=20,2174mol 0,082atm·L·mol ·K 25+273 K
2,5L1,013bar1atm
=4,3bar
Larespuestacorrectaeslac.
3.97.Cuandoseirradiaoxígenoconluzultravioleta,seconvierteparcialmenteenozono, .Unrecipientequecontiene1LdeoxígenoseirradiaconluzUVyelvolumensereducea976
,medidos en lasmismas condiciones de presión y temperatura. ¿Qué porcentaje deoxígenosehatransformadoenozono?a)10,5%b)12%c)7,2%d)6,5%
(O.Q.L.Madrid2007)
Laecuaciónquímicacorrespondientealatransformacióndeloxígenoenozonoes:
3O (g)2O (g)
comoseobserva,existeunacontraccióndevolumende 3–2 =1mLporcada3mLdeO quesetransforman.
Lacontraccióndevolumenenelexperimentohasidode:
1000mL inicial –976mL final =24mL contracción
Relacionandoambascontraccionesdevolumen:
24mLO contraccion3mLO transformado1mLO contraccion
=72mLO transformado
Expresandoelvalorcomoporcentaje:
72mLO transformado)1000mLO inicial
100=7,2%
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 169
3.98.Unrecipientecontiene2molesdeHealatemperaturade30°C.Manteniendoconstantelatemperatura,cuandoalrecipienteseleañade1molde :a)LapresióndelHepermanececonstante.b)ElvolumendeHedisminuye.c)Lapresiónparcialdel dependerádelosmolesdeHepresentes.d)Lasmoléculasde presentaránmayorenergíacinéticaquelosátomosdeHe.
(O.Q.L.Murcia2007)
a)Verdadero.ComoelHeesuninerteynoreaccionaconelH ,elnúmerodemolesdeambosgasespermanececonstanteyconellosupresiónparcial.
b)Falso.ElvolumendeHepermanececonstantealhaberreacciónentreambosgases.
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales,lapresiónqueejerceungasenunamezclasecalculacomosielgasestuvierasoloenelrecipienteporloquelacantidaddeungasnoafectaalapresiónqueejerceelotro.
d) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energía cinéticamediadelasmoléculasdegasquesólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Larespuestacorrectaeslaa.
3.99.Deacuerdoconlateoríacinéticadelosgasesideales:a)Ungasesidealcuandotodassuspartículastienenlamismaenergíacinética.b)Laenergíacinéticaglobaldelasdistintasmoléculassemantieneconeltiempo.c)Elvolumenqueocupaungasesinversamenteproporcionalalatemperatura.d)Cuandosedisminuyesuficientementelapresiónsepuedellegaralicuarelgas.
(O.Q.L.Murcia2007)
a) Falso. Desde el punto de vista estadístico, es imposible que todas las moléculas semuevanlamismavelocidad,esdecir,tenganlamismaenergíacinética.Deacuerdoconlateoría cinético‐molecular de Boltzmann, se habla de una energía cinética media de lasmoléculasdegasquesólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann.
b)Verdadero.Unadelasbasesdelateoríacinéticadelosgasesesqueloschoquesentrepartículas y con las paredes del recipiente son perfectamente elásticos, ya que de otraforma,silaenergíadelgasnosemantuvieraconstante,laspartículasdelgasterminaríanquedandoenreposoyocupandosuvolumenqueesprácticamentedespreciable,portanto,laenergíacinéticadelasmoléculassemantieneconeltiempo.
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeCharles,elvolumenqueocupaunadeterminadamasadegasesdirectamenteproporcionalalatemperaturaabsoluta.
d)Falso.Sólosiseencuentrapordebajodesutemperaturacrítica.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 170
3.100.LasmasasdevolúmenesigualesdeungasXydeoxígeno,enlasmismascondicionesde temperaturaypresión, son72gy36g, respectivamente.LamasamoleculardelgasXserá:a)36b)64c)32d)72
(O.Q.L.LaRioja2007)
DeacuerdoconlaleydeAvogadro,dosgases,medidosenidénticascondicionesdepresiónytemperatura,queocupanelmismovolumen,quieredecirqueestánconstituidosporelmismonúmerodemoléculasomoles:
nX=n mX
MX=m
M
Sustituyendo:
72gMX
=36g
32g·molMX=64g·
Larespuestacorrectaeslab.
3.101.Ladensidaddeungasdesconocido es1,375 veces superiora ladeloxígeno en lasmismascondicionesdepresiónytemperatura.Portanto,lamasamolardedichogases:a)44g/molb)23,27g/molc)22g/mold)Faltandatos
(O.Q.L.Murcia2008)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelgasdesconocidoXydelO :
ρXρ
=
pMXRTpMRT
ρXρ
=MX
MMX=1,375
32gmol
=44g·
Larespuestacorrectaeslaa.
3.102.Cuandosemezclan,enlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,3Ldeclorogascon1Ldevapordeyodo reaccionancompletamentey seobtienen2L,en lascitadascondiciones,deungasdesconocido.¿Cuáleslafórmulamoleculardedichogas?a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2008)
LaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricasdicelosvolúmenesdegasesqueintervienen en una reacción química, medidos en las mismas condiciones de presión ytemperatura,estánenrelacióndenúmerosenterossencillos.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 171
Deacuerdoconestosi3LdeCl reaccionancon1LdeI yforman2Ldecompuesto,laecuaciónquímicaajustadaqueestádeacuerdocondichaleyes:
3Cl (g)+I (g)2ICl (g)
Lafórmuladelcompuestoes .
Larespuestacorrectaeslab.
3.103.Alenfriarmuchoelaire,¿podemoslicuarlo?a)Sí,inclusopodremossolidificarlo.b)Paralicuarlotambiénhabráquecomprimirlo.c)Sólolicuaráelnitrógenoporserelcomponentemásvolátil.d)No,lapresenciadevapordeagualoimpedirá.
(O.Q.L.Murcia2008)
Todogaspuedepasaralestadolíquido,siemprequelopermitanlatemperaturaaqueestásometidoylapresiónquesoporte.
Los gases como O y N (contenidos en el aire) llamados gases permanentes por sudificultad para licuarlos se caracterizan por tener una temperatura crítica baja, lo queobliga a utilizar procedimientos especiales para alcanzar el estado líquido; además, acausade las temperaturasquehayquealcanzar,nosepuedecontarconuna fuente fríaexterioralsistema,quepuedaextraerleelcalornecesarioparallevarelcambiodeestado.
Gas Tcrítica/K pcrítica/atm Tebullición/K
126,3 33,5 77,4
154,8 49,7 90,2
La técnica del proceso de licuación de gases consiste en enfriarlos a una temperaturainferior a la crítica y someterlos a una compresión isoterma que dependerá del deenfriamientologrado,aunquesiempresuperioralvalordelapresióncrítica.
Larespuestacorrectaeslab.
3.104.Deacuerdoconlateoríacinéticadegasesideales:a)Ungasesidealcuandolasinteraccionesentresuspartículassondetiporepulsivo.b)Ungasnosepuedelicuarpormásqueaumentemoslapresión.c)Ungasesidealcuandonoseproducenchoquesentrelaspartículas.d)Unaumentodelatemperaturanoimplicaningúncambioenlavelocidaddelaspartículas.
(O.Q.L.Murcia2008)
a)Falso.Deacuerdoconteoríacinético‐molecular, las interaccionesentremoléculassonprácticamente despreciables ya que lamayor parte del tiempo las partículas no chocanentresí.
b)Falso.Sólosiseencuentraporencimadesutemperaturacrítica.
c)Verdadero.Deacuerdoconteoríacinético‐molecular,lasinteraccionesentremoléculasson prácticamente despreciables ya que la mayor parte del tiempo las partículas nochocanentresí.
d) Falso. De acuerdo con la ecuación de Maxwell, la velocidad de las moléculas esdirectamenteproporcionalalatemperaturaabsoluta:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 172
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
Larespuestacorrectaeslac.
3.105.“Atemperaturaconstante,elvolumenocupadoporunacantidaddeterminadadeungasesinversamenteproporcionalalapresiónquesoporta”.Esta,eslaconocidacomoleydeBoyle‐Mariotte,queserepresentapor:a) = b) = c) / = / d) =
(O.Q.L.Murcia2008)
LaexpresiónmatemáticadelaleydeBoylees:
=
Larespuestacorrectaeslad.
3.106.¿Cuáles,aproximadamente,ladensidaddel encondicionesnormales?a)0,8g/Lb)1,0g/ c)17,0g/Ld)1,6g/L
(O.Q.L.Asturias2008)
Unmoldecualquiergas,encondicionesnormales,ocupaunvolumende22,4L,portantosudensidadenesascondicioneses:
ρ=MVM
=17g·mol22,4L·mol
=0,76g·
Larespuestacorrectaeslaa.
3.107.Unamuestradepropano, ,seencuentrainicialmenteenuncontenedora80°Cy700mmHgysecalientahasta120°Cavolumenconstante.¿Cuáleslapresiónfinal?a)1050mmHgb)467mmHgc)628mmHgd)779mmHg
(O.Q.L.Madrid2008)
Enuncontenedorenelque semantieneconstanteel volumendeacuerdocon la leydeCharles:
“para una masa de gas a volumen constante, las presiones son directamenteproporcionalesalastemperaturasabsolutas”.
p1T1=p2T2
700mmHg80+273 K
=p2
120+273 Kp2=779mmHg
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 173
3.108.Sellenaunrecipienteconelmismonúmerodemolesdeoxígenoydióxidodecarbono.¿Cuáldelassiguientesproposicioneseslacorrecta?a)Lasmoléculasde tienenlamismavelocidadmediaquelasde .b) Lasmoléculas de tienenmayor velocidadmedia de colisión con las paredes delrecipientequelasde .c)Lasmoléculasde tienenmayorvelocidadmediaquelasde .d)Lasmoléculasde tienenlamismaenergíacinéticamediaquelasde .
(O.Q.L.Madrid2008)
a‐b‐c)Falso.Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,comoambosgasesestán a la misma temperatura tienen la misma energía cinética media, pero al tenerdiferentemasa sus velocidadesmolecularesmedias serán diferentes. De acuerdo con laecuacióndeMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
LavelocidadmediadelO esmayoryaquetienemenormasamolar.
d)Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular deBoltzmann, como ambosgasesestánalamismatemperaturatienenlamismaenergíacinéticamedia:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Larespuestacorrectaeslad.
3.109.Sesabequealatemperaturade1000°C,elvapordeyodomolecularestádisociadoenun20%.Enunaexperienciaseintroducen0,25gdeyodomoleculara1000°Cenunreactorde200mL.¿Cuántosgramosdeyodoquedandespuésdeestaexperiencia?a)0,18gb)0,20gc)0,15gd)0,23g
(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)
LamasadeI sindisociares:
0,25gI10020 gI sindisociar
100gI inicial=0,20g
Larespuestacorrectaeslab.
3.110.¿Quésucederíaconlapresióndeungassisusmoléculaspermanecieranestáticas?a)Aumentaríalapresión.b)Seguiríaiguallapresión.c)Descenderíalapresión.d)Seríanulalapresión.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardelosgases,lasmoléculasdeungasejercenpresión al chocar elásticamente contra las paredes del recipiente que lo contiene. Si lasmoléculaspermanecenestáticaslapresiónejercidaporelgasesnula.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 174
3.111.Sesabequealatemperaturade1000°C,elvapordeyodomolecularestádisociadoenun20%.Enunaexperienciaseintroducen0,25gdeyodomoleculara1000°Cenunreactorde200mL.Sequieresaberlapresiónfinaldelgasenelreactor.a)2,523atmb)0,250atmc)0,617atmd)1,321atm
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.CastillaLaMancha2008)
LosmolesdeI sindisociarson:
0,25gI10020 gI sindisociar
100gI inicial1molI253,8gI
=7,9·10 molI
LosmolesdeIformadosson:
0,25gI20gI disociado100gI inicial
1molI253,8gI
2molI1molI
=3,9·10 molI
Lapresiónes:
p=7,9+3,9 10 mol 0,082atm·L·mol ·K 1000+273 K
200mL10 mL1L
=0,616atm
Larespuestacorrectaeslac.
3.112.Sedisponedeunabotellade20Ldenitrógenoalapresiónde25atmyseutilizaparadeterminarelvolumendeundepósitoalquepreviamenteselehahechovacío.Conectadalabotellaaldepósito,despuésdealcanzarelequilibrio,lapresiónesiguala5atm.Elvolumendeldepósitoserá:a)100Lb)120Lc)80Ld)Nosepuededeterminar.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeN quehayinicialmenteenlabotellaes:
n0=25atm·20L
RT=500RT
mol
ElnúmerodemolesdeN quehayenlabotelladespuésdeconectarlaaldepósitoes:
n=5atm·20L
RT=100RT
mol
ElnúmerodemolesdeN quepasanaldepósitoes:
Δn= n0n =400RT
mol
Elvolumendeldepósitoes:
V=
400RT RT
5=80L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 175
Larespuestacorrectaeslac.
3.113.Unglobocontiene2,5Ldegasa latemperaturade27°C.Siseenfríahasta ‐23°C,elglobo:a)Aumentarásuvolumenb)Disminuirásuvolumenc)Novariarásuvolumend)Explotará
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Ungloboesunrecipienteenelquesemantieneconstantelapresión,p=patm.DeacuerdoconlaleydeCharles:
“para una masa de gas a presión constante, los volúmenes son directamenteproporcionalesalastemperaturasabsolutas”.
Portanto,sidesciendelatemperaturadisminuiráelvolumendelglobo.
Calculandoelvalordelvolumenocupadoporelgas:
V1T1=V2T2
2,5L27+273 K
=V2
‐33+273 KV2=2,1L
Larespuestacorrectaeslab.
3.114.Aungasqueseencuentraenunavasijarígida(volumenconstante)a57,8kPay289,2Kseleañadeotrogas.Lapresiónytemperaturafinalesson95,8kPay302,7K.¿Cuálseráelnúmerodemolesdecadagasenlamezclafinalsielvolumendelavasijaes547mL?a)0,0131moly0,0077molb)0,021moly0,0033molc)Esequimolard)Nosedependedelvolumen.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1Pa=9,87·10 atm.(O.Q.L.LaRioja2008)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesquehayinicialmenteenlavasijaes:
n0=57,8kPa·547mL
0,082atm·L·mol ·K 289,2K10 Pa1kPa
9,87·10 atm
1Pa1L
10 mL=0,0131mol
Elnúmerodemolesquehayenlavasijaalfinales:
n=95,8kPa·547mL
0,082atm·L·mol ·K 289,2K10 Pa1kPa
9,87·10 atm
1Pa1L
10 mL=0,0208mol
Elnúmerodemolesañadidoes:
n–n0 =0,0208mol–0,0131mol=0,0077mol
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 176
3.115.Sedeseapreparar (g)conunadensidadde1,5g/Lalatemperaturade37°C.¿Cuáldebeserlapresióndelgas?a)0,142atmb)0,838atmc)0,074atmd)1,19atme)7,11·10 atm
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.N.Ávila2009)
ConsiderandocomportamientoidealparaelO ,lapresiónes:
p=1,5g 0,082atm·L·mol ·K 37+273 K
1L1mol32g
=1,19atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.116. Dos recipientes con elmismo volumen contienen 100 g de y 100 g de ,respectivamente,alamismatemperatura.Sepuedeafirmarqueenambosrecipientes:a)Hayelmismonúmerodemoles.b)Lasmoléculastienenlamismaenergíacinéticamedia.c)Lasmoléculastienenlamismavelocidadmedia.d)Lasmoléculastienenlamismaenergíacinéticamediaylamismavelocidadmedia.e)Existelamismapresión.
(O.Q.N.Ávila2009)
a)Falso.Elnúmerodemolesesdiferente,yaque,aunqueexistalamismamasadeambassustancias, susmasasmolares son distintas. En este caso, haymás moles de CH cuyamasamolaresmenor
b) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energíacinéticamediadeungassólodependesutemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann.
Comoambosgasesseencuentrana lamismatemperatura,susenergíascinéticasmediassoniguales.
c)Falso.Aunqueambosgases,porestaralamismatemperatura,tenganenergíascinéticasmediasiguales,lasvelocidadesmediasdelasmoléculassondiferentes,yaque,susmasasmolaressondistintas.Tienenmayorvelocidadmedia lasmoléculasdeCH quesonmásligeras.
d)Falso.Talcomosehajustificadoenlosaparadosanteriores.
e)Falso.Comoelnúmerodemolesesdiferente,aunquelatemperaturayelvolumenseaelmismo,lapresiónesmayorenelrecipientequecontienemayornúmerodemolesdegas,enestecaso,enelquecontieneCH cuyamasamolaresmenor.
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 177
3.117.Enunrecipienteherméticode30Lhayunamezclagaseosadenitrógenoyoxígenoenla que éste último se encuentra en un 20% en volumen. La presión que se mide en elrecipientees1,25atmylatemperatura25°C.Señalelarespuestacorrecta:a)Lapresiónparcialdeloxígenoendichamezclaesde190mmHg.b)SegúnDeBroglie,siseaumentalatemperaturadelamezcladisminuirálapresión.c)Siseabreelrecipientequecontienelamezclasaldráeloxígenoenbuscadelaire.d)Siseinyectaungasinertelapresiónnovariará.
(O.Q.L.Murcia2009)
a) Verdadero. En una mezcla gaseosa, la composición volumétrica coincide con lacomposiciónmolar.DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y p =1,25atm·0,20760mmHg1atm
=190mmHg
b)Falso.DeBroglieproponeelcomportamientoondulatoriodelaspartículas.
c)Falso.Siseabreelrecipiente,queestáamayorpresiónqueelexterior,nosólosaleO sinoambosgasesynoenbuscadelaire.
d)Falso.Siseinyectaungas,aunqueseainerte,enunrecipientedevolumenconstantelapresiónaumenta.
Larespuestacorrectaeslaa.
3.118.Silascondicionesdep(1atm)yT(250°C)semantienenconstantesentodoelproceso,calcule el volumende losproductosde reacciónque seobtendránalquemar20Lde etano( ).a)40Lb)100Lc)50Ld)Imposiblesaberlo
(O.Q.L.Murcia2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelC H es:
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricas,lareacciónenlaquerelacióndevolúmenesC H /productoses1/5.
20LC H5Lproductos1LC H
=100Lproductos
Larespuestacorrectaeslab.
3.119.Encondicionesnormalesungasdesconocidotieneunadensidadde0,76g· .¿Cuáleselpesomoleculardeestegas?a)2,81gb)17gc)22,4gd)63g
(O.Q.L.Murcia2009)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 178
ρ=p·MRT
Sabiendoquelevolumenmolardeungasencondicionesnormaleses22,4L·mol :
Vn=RTp=22,4
Igualandoambasexpresionesseobtienelamasamolardelgas:
M=22,4·ρ=22,4Lmol
0,76gL
=17g·mol 1gas:
Larespuestacorrectaeslab.
3.120.Volúmenes igualesdedistintassustanciasgaseosas,medidosen lasmismascondicionesde presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas. Este enunciado secorrespondeconlaleyde:a)Proustb)Daltonc)Lavoisierd)Avogadro
(O.Q.L.Murcia2009)
ElenunciadosecorrespondeconlaleydeAvogadro.
Larespuestacorrectaeslad.
3.121. Elmetano y el etano son dos componentes esenciales del combustible llamado “gasnatural”.Sialquemartotalmente50mLdeunamezcladeambosgasesseobtienen85mLde
,medidosenidénticascondicionesdepresiónytemperatura,secumpliráque:a)El70%demezclaesmetano.b)El30%demezclaesetano.c)El30%demezclaesmetano.d)Noesunamezcla,todoesetano.
(O.Q.L.Madrid2009)
Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelmetano,CH ,es:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndeletano,C H ,es:
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(l)
DeacuerdoconlaleydeAvogadrolasrelacionesmolarescoincidenconlasvolumétricas,por tanto si se consideraque lamezcla inicial contienexmLdeCH4e ymLdeC H sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
xmLCH +ymLC H =50mLmezcla
xmLCH1mLCO1mLCH
+ymLC H2mLCO1mLC H
=85mLCO
15mLCH 35mLC H
Lacomposicióndelamezclaexpresadacomoporcentajees:
15mLCH50mLgasnatural
100=30% 35mLC H
50mLgasnatural100=70%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 179
Larespuestacorrectaeslac.
3.122.Cuandolasautoridadescomunicanunaalertamedioambientalporhabersedetectadounaconcentraciónde de2000ppmsignificaque:a)Hay2000mgde /Laireb)Hay2000 de /Lairec)Hay2000 de / aired)El2%deunvolumendeairees .
(O.Q.L.Madrid2009)
Enunamezclagaseosa,laconcentraciónexpresadacomoppmsedefinecomo
cm gasm mezclagaseosa
Aplicadoalcasopropuesto2000ppmdeSO :
2000cm SOm aire
Larespuestacorrectaeslac.
3.123. La fórmula empírica de un compuesto es . En estado gaseoso su densidad encondicionesnormaleses2,5g/L.¿Cuálessufórmulamolecular?a) b) c) d)
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Considerando comportamiento ideal, la masa molar de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
M=mRTpV
M=2,5g 0,082atm·L·mol ·K 273K
1atm·1L=56,0g·mol
A partir de la masa molar obtenida y la fórmula empírica se obtiene que la fórmulamoleculares:
n=56,0g·mol
14g·mol=4formulamolecular:
Larespuestacorrectaeslac.
3.124.¿Encuáldelossiguientescasoselgasseaproximamásalcomportamientoideal?a) (g)a300°Cy500mmHgb) (g)a300Ky500mmHgc) (g)a300°Cy500mmHgd) (g)a300°Cy100mmHge) (g)a300Ky500mmHg
(O.Q.N.Sevilla2010)
Losgases tienencomportamiento idealapresionesbajasytemperaturasaltasqueescuando cumplen la ecuación de estado. Esto ocurre en el caso de N (g) a 300°C y 100mmHg.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 180
Larespuestacorrectaeslad.
3.125.Unamuestradegasseencuentraenunvolumen aunapresión ytemperatura .Cuandolatemperaturacambiaa ,manteniendoelvolumenconstante,lapresión será:a) / b) / c) / d)T1/ e)p1T2/
(O.Q.N.Sevilla2010)
La situaciónpropuestaobedecea la leydeCharles de las transformaciones isocorasquediceque:
“para una masa de gas a volumen constante las presiones son directamenteproporcionalesalatemperaturasabsolutas”.
Laexpresiónmatemáticadeestaleyes:
pT=pT =
Larespuestacorrectaeslae.
3.126.Siseconsideran15Ldenitrógenoy15Lde ,medidosenlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,sepuededecirque:a)Hayelmismonúmerodeátomos.b)Hayelmismonúmerodemoléculas.c)Tienenlamismamasa.d)Tienenlamismadensidad.
(O.Q.L.Murcia2010)
LaleydeAvogadrodice:
“volúmenesigualesdediferentesgases,medidosenidénticascondicionesdepresiónytemperatura,contienenelmismonúmerodemoléculas”.
Larespuestacorrectaeslab.
3.127. Cuando 2 L de nitrógeno reaccionan con 6 L de hidrógeno, si todos los gases estánmedidosenlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,elvolumendeamoniacoobtenidoes:a)4Lb)8Lc)2Ld)3L
(O.Q.L.Murcia2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreN yH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
De acuerdo con la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas la relación devolúmenesdelareacciónes1LdeN con3LdeH producen2LdeNH .
Larelaciónvolumétricaymolares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 181
V
V=62=3
Como la relaciónmolares igual2, indicaquesoncantidadesestequiométricas que seconsumencompletamenteylacantidaddeNH queseformaes:
2LN2LNH1LN
=4L
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1999).
3.128.Respectodelozono,sepuedeafirmarque:a)Elnúmerodeátomosquecontieneunmoldemoléculases18,069·10 .b)Elvolumenqueocupaunmoldeestegasessiempre22,4L.c)Esungasidealyportantoelvolumenqueocupanovaríaconlatemperatura.d)Aldisolverseenaguasedisociaeniones y .e)Aldisolverseenaguasedisociaenionesyproduceunagradableolorarosas.
(O.Q.L.Murcia2010)(O.Q.L.Murcia2011)
a)Verdadero.
1molO33molesO1molO3
6,022·1023atomosO
1molO=18,066·1023atomosO
b)Falso.Esevalordelvolumenmolaressóloencondicionesnormales,1atmy273K.
c)Falso.DeacuerdoconlaleydeCharles,elvolumendeunadeterminadamasadegasesdirectamenteproporcionalasutemperaturaabsoluta.
d‐e)Falso.Sonpropuestasabsurdas.
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnMurcia2011secambiaelO3porelH2Sylapropuestadporlae).
3.129.Hablandodegases,sepuededecirque:a)Eloxígenonosedisuelveenabsolutoenaguaporserunamoléculaapolar.b)LasmoléculasdelgasHe,comolasdehidrógeno,sondiatómicas.c)Ladensidadaumentaalaumentarlatemperatura.d)SegúnLewis,lamoléculadeoxígenoesdiatómica,conunenlacedobleentresusátomos.
(O.Q.L.Murcia2010)
a)Falso.LasolubilidaddeungasenaguaestáregidaporlaleydeHenryquedice:
“a temperaturaconstante, lacantidaddegasdisueltaenun líquidoesdirectamenteproporcionalalapresiónparcialqueejerceesegassobreellíquido”.
Suexpresiónmatemáticaes:
C=k·pC=concentraciondelgask=constantedeHenryespecıficaparacadagasp=presionparcialdelgas
b)Falso.ElHenoformamoléculas.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 182
c)Falso.Larelaciónentreladensidaddeungasylatemperaturavienedadaporsiguienteexpresión:
ρ=p·MRT
d)Verdadero.LaestructuradeLewisdelO2es:
Larespuestacorrectaeslad.
3.130.Lamayorsolubilidaddeungasenaguaseráa:a)Altapresiónyaltatemperaturab)Altapresiónybajatemperaturac)Bajapresiónyaltatemperaturad)Bajapresiónybajatemperatura
(O.Q.L.Murcia2010)
LasolubilidaddeungasenaguaestáregidaporlaleydeHenryquedice:
“a temperaturaconstante, lacantidaddegasdisueltaenun líquidoesdirectamenteproporcionalalapresiónparcialqueejerceesegassobreellíquido”.
Suexpresiónmatemáticaes:
C=k·pC=concentraciondelgask=constantedeHenryespecıficaparacadagasp=presionparcialdelgas
Laconstantekdependedelanaturalezadelgas,latemperaturayellíquidoyqueesmayorcuantomenoresésta,portanto,lasolubilidadesmayoramenortemperatura.
Larespuestacorrectaeslab.
3.131. En unamezcla de dos gases distintos a lamisma temperatura. Indica cuál es laafirmacióncorrecta:a)Ambosgasestienenlamismapresiónindividual.b)Eldemayormasamolecularharámáspresión.c)Eldemenormasamolecularharámenospresión.d)Ambosgasestienenlamismaenergíacinéticamolar.
(O.Q.L.Madrid2010)
a‐b‐c)Falso.Esnecesarioconocerlacantidaddecadagasquehayenelrecipiente.
d) Verdadero. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energíacinéticamediadeungassólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 183
3.132.Un recipientecontieneun60%envolumendehidrógenoyun40%deeteno,aunapresiónde2atm.Siambosgasesreaccionanentresíyformanetanogaseoso.¿Cuálserálapresiónfinaldelamezcla?a)0,8atmb)1atmc)0,4atmd)1,2atm
(O.Q.L.Madrid2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreC H yH es:
C H (g)+H (g)C H (g)
De acuerdo con la ley deAvogadro, la composición volumétrica en unamezcla gaseosacoincideconsucomposiciónmolar,portanto,aplicandolaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y p =p·y
Sustituyendo:
p =2atm·0,60=1,2atmp =2atm·0,40=0,8atm
Larelacióndepresionesymolares:
p
p=1,20,8
=1,5
Como la relaciónmolaresmayorque1, indicaquesobraH yque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeC H queseforma(entérminosdepresión):
0,8atmC H1atmC H1atmC H
=0,8atm
LacantidaddeH queseconsume(entérminosdepresión):
0,8atmC H1atmH1atmC H
=0,8atmH
LacantidaddeH quenoreacciona(entérminosdepresión):
1,2atmH inicial –0,8atmH reaccionado =0,4atm sobrante
DeacuerdoconlaleydeDalton,lapresiónfinaldelamezclagaseosaes:
ptotal=p +p ptotal= 0,4+0,8 atm=1,2atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.133.Ungas,contenidoenunrecipientecerradoyflexible,seenfríalentamentedesde50°Chasta25°C.¿Cuáleslarelaciónalcanzadaentreelvolumenfinaldelgasyelinicial?a)2/1b)1,08/1c)0,923/1d)0,5/1
(O.Q.L.LaRioja2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 184
DeacuerdoconlaleydeCharlesdelastransformacionesisobáricas,elvolumenqueocupaunamasadegasapresiónconstanteesproporcionalasutemperaturaabsoluta:
VV=TT
VV=
25+273 K50+273 K
VV=
,
Larespuestacorrectaeslac.
3.134.UnrecipientecontieneunamezcladeNe(g)yAr(g).Enlamezclahay0,250molesdeNe(g)queejercenunapresiónde205mmHg.SielAr(g)delamezclaejerceunapresiónde492mmHg,¿quémasadeAr(g)hayenelrecipiente?a)4,16gb)12,1gc)24,0gd)95,5g
(O.Q.L.LaRioja2010)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales,lapresiónparcialdeungassecalculamediantelaexpresión:
pi=p·yi
Relacionandolaspresionesparcialesdeamboscomponentesdelamezcla:
pArpNe
=yAryNe
pArpNe
=nArnNe
Sustituyendo:
492mmHg205mmHg
=xgAr
1molAr39,9gAr
0,250molNex=24,0gAr
Larespuestacorrectaeslac.
3.135.Dos recipientesde lamismacapacidadcontienenunoamoniacogaseoso ( )yelotro gas butano ( ). Siambos recipientes se encuentran en lasmismas condionesdepresiónytemperatura:a)Ambosrecipientescontienenelmismonúmerodeátomos.b)Ambosrecipientescontienenlamismamasa.c)Ambosrecipientestendránlamismadensidaddegas.d)Ambosrecipientescontienenelmismonúmerodemoléculas.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Considerandoqueambosgasessecomportandeformaideal,elnúmerodemolesdegaseselmismo:
n=pVRT
a)Falso.Elnúmerodeátomosqueformancadamoléculaesdiferente.
b)Falso.Teniendoencuentaquelasmasasmolaresdeambosgases,M,sondiferenteslasmasasdegastambiénloserán.Lamasadegasvienedadaporlaecuación:
m=MpVRT
c)Falso.Silamasadegasesdiferentetambiénloesladensidad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 185
d)Verdadero.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes.
Larespuestacorrectaeslad.
3.136.Unmoldeungasidealseencuentraalapresiónde1atmyocupaunvolumende15L.Siseaumentalapresiónaldobleyelvolumensehaceiguala20L:a)Aumentaráelnúmerodemolesb)Aumentarálatemperaturac)Disminuirálatemperaturad)Latemperaturapermaneceráconstante.
(O.Q.L.LaCastillayLeón2010)
La ecuación general de los gases ideales permite calcular la relación entre lastemperaturasfinaleinicialdelproceso:
p VT
=p VT
TT=p Vp V
TT=2atm·20L1atm·15L
TT=83
Comosededucedelaecuaciónlatemperaturaaumenta.
Larespuestacorrectaeslab.
3.137.Enunamezcladenitrógenoyoxígenohaydoblenúmerodemolesdeoxígenoquedenitrógeno.Silapresiónparcialdenitrógenoes0,3atm.,lapresióntotalserá:a)0,6atmb)1,2atmc)1,5atmd)0,9atm
(O.Q.L.LaCastillayLeón2010)(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Considerandocomportamientoideal:
n =2n p =2p
DeacuerdoconlaleydeDalton,lapresiónfinaldelamezclagaseosaes:
ptotal=pN2+p ptotal= 0,3atm + 2·0,3atm =0,9atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.138.Unamuestradegashelio se encuentraaunapresión y temperaturadeterminadasocupando un volumen V. Si el volumen se reduce a lamitadmanteniendo constante latemperatura:a)Disminuirálaenergíacinéticamediadelaspartículas.b)Disminuirálapresión.c)Aumentaráelnúmerodecolisionesdelaspartículasconlasparedesdelrecipiente.d)Nopasaránada.
(O.Q.L.LaCastillayLeón2010)
a) Falso. De acuerdo con la teoría cinético‐molecular de Boltzmann, la energía cinéticamediadeungassólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 186
b)Falso.Siseconsideraunrecipienteenelquelatemperaturapermanececonstante,esaplicablelaleydeBoylequediceque:“paraunamasadegasatemperaturaconstantelapresión y el volumen son magnitudes inversamente proporcionales”, si se reduce elvolumenalamitadlapresiónseduplica.
c)Verdadero.Alreducirseelvolumenaumentaelnúmerodechoquesentrelaspartículasde gas y las paredes del recipiente lo que hace aumentar la presión en el interior delmismo.
Larespuestacorrectaeslac.
3.139. Un matraz de 1,00 L, lleno de (g), se encuentra inicialmente en condicionesestándarydespuésa100°C.¿Cuálserálapresióna100°C?a)1,00atmb)1,17atmc)1,27atmd)1,37atm
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeO es:
pT=pT
1atm0+273 K
=p
100+273 Kp =1,37atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.140.DosmoléculasdeAreaccionanconunamoléculadeBparadardosmoléculasdeC.Sabiendoquetodaslasmoléculassongaseosas,alreaccionarunlitrodeAseproducirá:a)DosmoléculasdeCb)UnlitrodeCc)DoslitrosdeCd)TresmoléculasdeC
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
2A(g)+B(g)2C(g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelasrelacionesvolumétricasquediceque:
“los volúmenesde las sustanciasgaseosasque intervienen enuna reacciónquímica,medidos en idénticas condiciones de presión y temperatura, están en relación denúmerosenterossencillos”
1LA2LC2LA
=1LC
Larespuestacorrectaeslab.
3.141.Undepósitode5Lquecontieneungasaunapresiónde9atmseencuentraconectadopor una válvula con otro depósito de 10 L que contiene un gas a una presión de 6 atm.Calculalapresióncuandoseabrelallavequeconectaambosdepósitos:a)3atmb)4atmc)7atmd)15atme)Ningunodelosanteriores.
(O.Q.N.Valencia2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 187
Elnúmerodemolesdegasquecontienecadadepósitoes:
n1=p1V1RT
=9atm 5L
RT=45RT
n2=p2V2RT
=6atm 10L
RT=60RT
Lapresiónalconectarambosdepósitoses:
p=
45RT
+60RT mol·RT
5+10 L=7atm
Larespuestacorrectaeslac.
3.142. Unamezcla gaseosa formada por 1,5moles de Ar y 3,5moles de ejerce unapresiónde7,0atm.¿Cuáleslapresiónparcialdel ?a)1,8atmb)2,1atmc)3,5atmd)4,9atme)2,4atm
(O.Q.N.Valencia2011)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y p =7,0atm3,5molCO
3,5molCO +1,5molAr=4,9atm
Larespuestacorrectaeslad.
3.143.Cuatromatracesde1,0LcontienenlosgasesHe, , ,y ,a0°Cy1atm.¿Encuáldelosgaseslasmoléculastienenmenorenergíacinética?a)Heb) c) d) e)Todostienenlamisma.
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.N.Valencia2011)
Deacuerdoconlateoríacinético‐moleculardeBoltzmann,laenergíacinéticamediadeungassólodependedelatemperaturaabsoluta:
Ek=32kTsiendoklaconstantedeBoltzmann
Como todos los gases se encuentran a lamisma temperatura la energía cinética de susmoléculaseslamisma.
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 188
3.144.Enlacombustiónde2molesdeunhidrocarburosaturado(alcano)sehannecesitado224Ldeoxígenomedidosencondicionesnormales.Lafórmuladelhidrocaburoes:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2011)
ElnúmerodemolesdeO queseconsumenes:
224LO1molO22,4LO
=10molO
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndeloscuatroalcanosson:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(l)
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
C H (g)+132O (g)4CO (g)+5H O(l)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussacdelascombinacionesvolumétricas,lareacciónenlaquerelacióndevolúmenesO /alcanoes10/2es lacorrespondientea lacombustióndelpropano, .
Larespuestacorrectaeslac.
3.145.Dadalareacciónsinajustar:
+ + ¿Quévolumendeoxígenosenecesitaparaquemar180Lde ,sitodoslosgasesestánenidénticascondicionesdepyT?a)180Lb)540Lc)270Ld)60L
(O.Q.L.Murcia2011)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelH Ses:
2H S(g)+3O (g)2H O(g)+2SO (g)
De acuerdo con la ley deGay‐Lussac de las combinaciones volumétricas, la relación devolúmenescoincideconlarelaciónmolar:
180LH S3LO2LH S
=270L
Larespuestacorrectaeslac.
3.146.Encondicionesnormalesdepresiónytemperatura,elbutanoesun:a)Líquidob)Gasc)Fluidoesotéricod)Fluidosupercrítico
(O.Q.L.Murcia2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 189
A0°Cy1atmelbutanoesungas.
Larespuestacorrectaeslab.
3.147.Si1,0gdeungassecolocadentrodeunrecipientede1000mLa20°Cylapresiónqueejercesobrelasparedesesde6,0atm,elgascontenidoenelrecipientees:a) b) c)Ned)He
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Murcia2011)
Considerando comportamiento ideal, la masa molar de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
M=mRTpV
M=1,0g 0,082atm·L·mol ·K 20+273 K
6atm·1000mL10 mL1L
=4,0g·mol
DeacuerdoconelvalordeMobtenidoelgasdesconocidoeselHe.
Larespuestacorrectaeslad.
3.148.Sisemezclaenunrecipiente10gdenitrógenogaseoso,10gdedióxidodecarbonogaseosoy10gdeoxígenogaseoso:a)Lafracciónmolardelastressutanciaseslamisma.b)Lafracciónmolardenitrógenogaseosoydedióxidodecarbonogaseosoeslamisma.c)Eloxígenogaseosotienemayorfracciónmolar.d)Eldióxidodecarbonogaseosotienelamenorfracciónmolar.
(O.Q.L.Murcia2011)
a‐b) Falso. La fraciones molares deben ser diferentes ya que las masas molares de lassustanciastambiénloson.
c)Falso.Lamayorfracciónmolarlecorrespondealgasquetengamenormasamolar,elN (28g/mol).
d) Verdadero. La menor fracción molar le corresponde al gas que tenga mayor masamolar,elCO (44g/mol).
Larespuestacorrectaeslad.
3.149.Sisetiene1gdelassustanciasgaseosasqueserelacionanacontinuación,enigualdaddecondiciones,¿cuáldeellasocupamayorvolumen?a) b) c) d)Ne
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
De acuerdo con la ley de Avogadro, un mol de cualquier gas, medido en idénticascondicionesdepresiónytemperatura,ocupaelmismovolumen.
Comolamasadegaseslamisma,elvolumenmayorlecorrespondealamuestragaseosaformadapormayornúmeromoles,esdecir,algasquetengamenormasamolar.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 190
Gas Ne
M/g· 28,0 38,0 16,0 20,2
Larespuestacorrectaeslac.
3.150.Enunrecipientecerradohay2,5molesde a latemperaturade25°Cypresiónde6atm.Seelevalapresióna12atminyectandounacantidaddehelioqueseráiguala:a)12molesb)2,5molesc)6molesd)5moles
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelasmezclasgaseosas:
p=p +pHe
Lapresiónparcialdeungassecalculamediantelaexpresión:
pHe=p·yHepHe=pnHe
n +nHe
6atm=12atmnHe
2,5+nHenHe=2,5mol
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBurgos1998).
3.151.Ladensidadrelativadeunóxidodenitrógenorespectoaloxígenoes1,375.Estegases:a) b)NOc) d) e)
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelO ydelgasX:
ρ
ρ=
pMRTpMRT
ρ
ρ=M
M
Sustituyendo:
M = 32g·mol ·1,375=44g·mol 1Elgases
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 191
3.152. La velocidadmolecularmedia de dos gases y , a 25°C y 800mmHg, estánrelacionadasdeacuerdocon:a)v( )=v( )b)v( )=2v( )c)v( )=½v( )d)v( )=4v( )e)v( )=¼v( )
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Deacuerdocon la teoría cinético‐moleculardeBoltzmann, comoambosgasesestána lamismatemperaturatienenlamismaenergíacinéticamedia,peroaltenerdiferentemasasus velocidades moleculares medias serán diferentes. De acuerdo con la ecuación deMaxwell:
u=3RTM
u=velocidadcuadraticamediaR=constantedelosgasesT=temperaturaabsolutaM=masamolar
Aplicadaalosgaseslosgasesdadosseobtiene:
v
v=
3RTM3RTM
v
v=
1632
=0,7v =0,7v
Ningunarespuestaescorrecta.
3.153.Lasvelocidadesdeefusiónde y seencuentranenlasiguienterelación(Mindicalamasamolar):a)M( )/M( )b)[M( )/M( ) ½c)[M( )/M( ) ½d)[M( )xM( ) ½e)238/235
(O.Q.N.ElEscorial2012)
De acuerdo con la ley de Graham las velocidades de difusión o efusión de dos gasesdistintossoninversamenteproporcionalesalasraícescuadradasdesusmasasmolares:
vv=
MM
Aplicadaalosgaseslosgasesdadosseobtiene:
v UF
v UF=
M UF
M UF
v UF
v UF=
½
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 192
3.154.Señalelacorrectaentrelassiguientesafirmacionessobrelenitrógenopresenteenelaire:a)Elnúmerodeátomosquecontieneunmoldemoléculases18,069·10 .b)Elvolumenqueocupaunmoldeestegasessiempreiguala22,4L.c)Lamasadeunmoldeestegases28gacualquiertemperatura.d)Aldisolverseenaguasedisociaeniones y .
(O.Q.L.Murcia2012)
Elnitrógenopresenteenelaireestáenformademoléculasdiatómicas,N .
a)Falso.
1molN2molN1molN
6,022·1023atomosN
1molN=12,044·1023atomosN
b) Falso. El volumenmolar de cualquier gas es 22,4 L solo en condiciones normales depresiónytemperatura.
c)Verdadero.LamasamolardelN es28gynodependedelatemperatura.
1molAl SO12molO
1molAl SO=12
d)Falso.ElN esunasustanciaquepresentaenlacecovalentenopolar.Porestemotivoesmuypocosolubleenaguaynosedisociaenionesaldisolverseenella.
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia2010yMurcia2011).
3.155.Sedisponedeunamezclade210gde y5gde ylapresióndelrecipienteesde2atm.Lapresiónparcialdecadaunodeelloses:a)1,5atmy0,5atmb)0,85atmy0,65atmc)Lamisma,0,75atmd)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Murcia2012)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y p =2atm210gN
1molN28gN
5gH1molH2gH +210gN
1molN28gN
=1,5atm
p =p·y p =2atm5gH
1molH2gH +210gN
1molN28gN
5gH1molH2gH +210gN
1molN28gN
=0,5atm
Larespuestacorrectaeslaa.
3.156.Ladensidaddeletanoa25°Cy750mmHges1,21g/L.¿Cuálesladensidaddelbutanoenlasmismascondiciones?a)2,42g/Lb)0,625g/Lc)2,34g/Ld)Senecesitaelvolumendelrecipiente.
(O.Q.L.Murcia2012)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 193
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
RelacionandolasdensidadesdelC H ydelC H :
ρ
ρ=
pMRT
pMRT
ρ
ρ=
M
M
Sustituyendo:
ρ =1,21g·L 1 30g·mol
58g·mol=0,626g·L 1
Larespuestacorrectaeslab.
3.157.Setienendosrecipientesidénticos,unollenocon yelotrocon ,enlasmismascondicionesdepyT,ysupuestouncomportamientoideal,sepuedeafirmarque:a)Ladensidaddelmetanoesmayorqueladelnitrógeno.b)Ladensidaddeambosgaseseslamisma.c)Haymásmolesdemetanoquedenitrógeno.d)Haylasmismasmoléculasde quede .
(O.Q.L.Murcia2012)
a‐b) Falso. Considerando comportamiento ideal, la densidaddeun gas endeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
M >M ρ >ρ
c)Falso.Considerandoqueambosgasessecomportandeformaideal,elnúmerodemolesdegaseselmismoyaqueambosrecipientestienenelmismovolumenyseencuentranenlasmismascondiciones:
n=pVRT
d)Verdadero.Sielnúmerodemolesdegaseselmismo,eldemoléculastambiénloes.
Larespuestacorrectaeslad.
3.158.Enlasmismascondicionesdepresiónytemperatura,si1Ldenitrógenoreaccionacon3Ldehidrógeno,elvolumendeamoniacoquepodráobtenersees:a)2Lb)4Lc)1,5Ld)3L
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreN yH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
De acuerdo con la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas la relación devolúmenesdelareacciónes1LdeN con3LdeH producen2LdeNH .
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 194
Larelaciónvolumétricaymolares:
V
V=31=3
Como la relaciónmolares igual2, indicaquesoncantidadesestequiométricas que seconsumencompletamenteylacantidaddeNH queseformaes:
1LN2LNH1LN
=2L
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnlacuestiónpropuestaenMurcia2010lascantidadessoneldoble).
3.159.Secalientan25Ldeoxígenodesde25°Chasta425Kapresiónconstante.¿Cómovaríaelvolumendelgas?a)Aumenta35,65Lb)Aumenta425Lc)Aumentaenunacantidaddependientedelapresión.d)Elvolumenpermanececonstante.
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
DeacuerdoconlaleydeCharles:
V1T1=V2T2
25L25+273 K
=V2
425KV2=35,65L
El volumen obtenido ha aumentado de formadirectamenteproporcional al aumento depresión.
Larespuestacorrectaeslac.
3.160.¿Cuáleslapropuestacorrecta?a)Elnúmerodeátomosquecontieneunmoldemoléculasde es18,069·10 .b)Elvolumenqueocupaunmoldeestegasessiempre22,4L.c)Portratarsedeungasidealelvolumenqueocupanovaríaconlapresión.d)Elnúmerodemolesdeátomosquecontieneunmoldemoléculasdedichogases6,02·10 .
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
a)Verdadero.
1molCO23molesatomos1molCO2
6,022·1023atomos1molatomos
=18,066·1023atomosO
b)Falso.Esevalordelvolumenmolaressóloencondicionesnormales,1atmy273K.
c)Falso.Deacuerdocon la leydeBoyle,elvolumendeunadeterminadamasadegasesinversamenteproporcionalasupresión.
d)Falso.Lapropuestaesabsurda.
Larespuestacorrectaeslaa.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia2011cambiandoelO3porelCO2).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 195
3.161. El aire húmedo esmenos denso que el aire seco a lamisma temperatura y presiónbarométrica.¿Cuáleslamejorexplicaciónaestaobservación?a)El esunamoléculapolar,perono y .b)El tienemayorpuntodeebulliciónque y .c)El tienemenormasamolarque y .d)El esunamoléculaapolarigualque y .
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
portanto,ladensidadesdirectamenteproporcionalalvalordelamasamolar.
Lamasamolardeunamezclagaseosasecalculateniendoencuentalasfraccionesymasasmolaresdelosgasesquelaintegran.Enlatablasemuestranestosvaloresparalosgasesqueformanelaireseco.
Gas Ar aire
M/g· 28,0 32,0 39,9 44,0 28,95
y 0,7808 0,2095 0,0093 0,00035
El tieneunamasamolarmenor(18,0g·mol )queladelrestodelosgasescitados,porestemotivo,elairehúmedodebetenerunamasamolarmenorqueelaireseco.
Larespuestacorrectaeslac.
3.162.Setienendosrecipientesde20L,unonitrógenoyotroconhelio,sometidosambosa100°Cy0,5atm.Elrecipientequecontiene tiene:a)Doblemasaqueeldehelio.b)Elmismonúmerodeátomosqueeldehelio.c)Elmismonúmerodemolesqueeldehelio.b)Densidaddoblequeeldehelio.
(O.Q.L.Asturias2012)
Considerandoqueambosgasessecomportandeformaideal,elnúmerodemolesdegasesel mismo ya que ambos recipientes tienen el mismo volumen y se encuentran en lasmismascondiciones:
n=pVRT
a)Falso.YaquelamasamolardelN es7vecesmayorqueladelhelio:
M
M=284
M
M=7
b) Falso. Ya que las moléculas de N son diatómicas mientras que el helio no formamoléculas.
c)Verdadero.Segúnsehademostradoalprincipio.
d) Falso. Considerando comportamiento ideal, la densidad de un gas en determinadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 196
ρ=p·MRT
ρ
ρ=M
M
ρ
ρ=284
ρ
ρ=7
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 197
4.PROBLEMASdeGASES
4.1.Lacombustiónde produce y .Secolocanenunrecipientede5L,unlitrodeetano,medidoa25°Cy745torr,y6gde gaseoso.Lacombustiónse iniciamedianteunachispaeléctrica.¿Cuálserálapresiónenelinteriordelrecipienteunavezqueseenfríaa150°C?
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1atm=760Torr)(Canarias1996)
LaecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelC H es:
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(g)
ConsiderandocomportamientoidealelnúmerodemolesdeC H (g)es:
n=745Torr·1L
0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K1atm
760Torr=0,04molC H
ElnúmerodemolesdeO (g)es:
6gO1molO32gO
=0,19molO
Larelaciónmolares:
0,19molO0,04molC H
=4,7
Comolarelaciónmolares<3,5quieredecirquesobraO ,porloque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddegasesformados.
RelacionandoC H conO :
0,04molC H7molO2molC H
=0,14molO
LacantidaddeO sobrantees:
0,19molO (inicial)–0,14molO (consumido)=0,05molO (exceso)
RelacionandoC H conlosproductosgaseososformados:
0,04molC H2+3 molesgas1molC H
=0,20molgas
Lapresiónejercidaporlamezclagaseosaes:
p=0,05+0,20 moles 0,082atm·L·mol 1·K 1 150+273 K
745Torr·1L=1,7atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 198
4.2.Sepreparóunamezclaparalacombustiónde abriendounallavequeconectabadoscámarasseparadas,unaconunvolumende2,125Lde aunapresiónde0,750atmylaotra,conunvolumende1,500Lyllenade a0,500atm.Losdosgasesseencuentranaunatemperaturade80°C.a)Calculalafracciónmolardel enlamezclaylapresiónejercidaporesta.b) Si lamezcla se pasa sobre un catalizador para la formación de y posteriormentevuelvealosdosrecipientesoriginalesconectados,calculalasfraccionesmolaresylapresióntotal en lamezcla resultante. Suponerque la conversióndel es total considerando lacantidadde conlaquesecuenta.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias1997)
a)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesgascontenidoencadacámaraes:
n =0,75atm·2,125L
0,082atm·L·mol 1·K 1 80+273 K=0,055molSO
n =0,5atm·1,500L
0,082atm·L·mol 1·K 1 80+273 K=0,026molO
LafracciónmolardeSO es:
y =0,055molSO
0,055molSO +0,026molO=0,68
Lapresióntotaldelamezclaalconectarambascámarases:
p=0,055+0,026 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 80+273 K
2,125+1,500 L=0,65atm
b)Laecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreambosgaseses:
2SO (g)+O (g)2SO (g)
Alexistirmolesdeambassustanciasesprecisodeterminarcuáldeellasesellimitante:
0,055molSO0,026molO
=2,1
Comolarelaciónestequiométricaes>2quieredecirquesobraSO ysegastatodoel queesellimitantedelareacciónquedeterminalacantidaddeSO formado.
RelacionandoellimitanteconO ySO :
0,026molO2molSO1molO
=0,052molSO (consumido)
0,055molSO (inicial)−0,052molSO (consumido)=0,003molSO (exceso)
0,026molO2molSO1molO
=0,052molSO
Lasfraccionesmolaresdelosgasesdespuésdelareacciónson:
y =0,003molSO
0,003molSO +0,052molSO=0,055
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 199
y =0,052molSO
0,003molSO +0,052molSO=0,945
Lapresióntotaldelamezclagaseosafinales:
p=0,003+0,052 moles 0,082atm·L·mol 1·K 1 80+273 K
2,125+1,500 L=0,44atm
4.3.Ante ladenunciapresentadaen laOficinadeConsumoMunicipalrespectoalcontenidodelaconocida“bombona”debutano,yaquesetemequecontengaunamezcladeestegasypropano,sehaceanalizarunadeellas.Paraellosetomaunamuestragaseosade60 ,seintroducen en un recipiente adecuado y se le añaden 600 de oxígeno; se provoca lacombustióncompletayseobtieneunvolumenfinaldemezclagaseosade745 .Las medidas de los volúmenes anteriores se realizaron bajo las mismas condiciones depresión y temperatura, siendo éstas tales que todas las especies químicas implicadas seencontrabanenestadogaseoso.¿Conteníapropanolamuestra?Razonesurespuesta.
(Murcia1997)
Partiendodelassiguientessuposiciones:
▪Quela“bombona”contienexcm C H
ycm C H
▪Quealfinaldelareacciónquedanzcm deO sinreaccionar.
Aplicando la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas y escribiendo lasecuaciones químicas correspondientes a las reacciones de combustión del butano ypropano(se indican lascantidades,envolumen,consumidasdereactivosy formadasdeproductos).
Combustióndelbutano
C H (g)+132O (g)4CO (g)+5H O(g)
xcm 13x2cm 4xcm 5xcm
Combustióndelpropano
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(g)
xcm 5xcm 3xcm 4xcm
Sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
mezclainicial C H +C H :x+y=60
mezclafinal CO +H O+O sobrante :9x+7y+z=745
oxıgeno O consumido+O sobrante :6,5x+5y+z=600
Seobtiene:
x=50 y=10 z=225
Comoseobserva,lamuestraconteníapropano.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 200
4.4.Lacombustiónde100 deunamezclademetanoybutanoenpresenciade400 deoxígeno,conducealaobtenciónde160 dedióxidodecarbono.Todoslosgasesestánmedidosencondicionesnormales.Elaguaformadaenlascondicionesdereacciónserecogeenestadolíquido.Calcule:a)Lacomposiciónde lamezclainicial.Expréselaenporcentajeenvolumenyenporcentajeenmasa.b)Lacantidaddeoxigenoquesobra.Expréselaenmoles.
(CastillayLeón1997)
a) Aplicando la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas y escribiendo lasecuaciones químicas correspondientes a las reacciones de combustión del metano ybutano, se indican las cantidades, en volumen, consumidas de reactivos y formadas deproductos,descartandoelH Oqueeslíquida:
Combustióndelmetano:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
xcm 2xcm xcm
Combustióndelbutano:
C H (g)+6,5O (g)4CO (g)+5H O(l)
ycm 6,5ycm 4ycm
Sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
mezclainicial x+y=100
CO formado 2x+6,5y=160
Resolviendoelsistemaseobtiene:
x=80cm CH y=20cm C H
Expresandoelresultadocomoporcentajeenvolumen:
80cm CH100cm mezcla
100=80% 20cm C H
100cm mezcla100=20%
Considerando comportamiento ideal y que la mezcla se encuentra en condicionesnormales:
80cm CH1molCH
22400cm CH 16gCH1molCH
=5,71·10 gCH
20cm C H1molC H
22400cm C H 58gC H1molC H
=5,18·10 gC H
Lamasatotaldemezclagaseosaes:
5,71·10 gCH +5,18·10 gC H =0,1089gmezcla
Expresandoelresultadocomoporcentajeenmasa:
5,71·10 gCH0,1089gmezcla
100=52,5% 5,18·10 gC H0,1089gmezcla
100=47,5%
b)ParaelO sepuedeescribirlaecuación:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 201
2x+6,5y+z=400 siendozlacantidaddeO enexceso
Sustituyendoseobtiene,z=110cm O
110cm O1molO
22400cm O =4,91·10 mol
4.5.SedisponededosrecipientescerradosdevidrioAyB, de2Ly3L,respectivamente,ambos a la temperatura de 300°C y unidos entre sí por una llave. Con la llave cerrada,tenemosenAnitrógenoalapresión de530TorryenBoxígenoalapresiónde0,257atm.Suponiendoquelatemperaturadelsistemanosemodifica,cuálserálapresióndelconjuntounavezabiertalallavedeconexión.Elfactordecorrecciónatm/Torres1,316·10 .
(CastillayLeón1998)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegasencadarecipientees:
n =530Torr·2L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK1,316·10 atm
1Torr=1,395
molN
nO2=0,257atm·3L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=0,771
molO
Lacantidadtotaldegasenelsistemaes:
ntotal=1,395RT
+0,771RT
=2,166RT
mol
Lapresiónalabrirlallavedelsistemaes:
p=
2,166RT mol Ratm·L·mol 1·K 1 TK
2+3 L=0,433atm
4.6.Ladensidaddeungases1,85g· a80cmHgy50°C.¿Cuálessudensidadencondicionesnormales?¿Quévolumenocuparán3molesdelcitadogasmedidossobreaguaa70°C(p°=233,7mmHg)y1atm?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón1999)
Considerandocomportamientoideal, ladensidaddeungasendeterminadascondicionesdepyTvienedadaporlaexpresión:
ρ=p·MRT
Relacionandolasdensidadesendiferentescondiciones:
ρ
ρ=
p MRTp MRT
ρ
ρ=p T
p T
Sustituyendo:
ρ =1,85g·L 1 760mmHg 50+273 K800mmHg 273 K
=2,08g·L 1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 202
Suponiendocomportamientoideal,elvolumenocupadopor3molesdegasrecogidosobreaguaes:
V=3mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 70+273 K
1atm 233,7mmHg1atm
760mmHg
=121,8L
4.7.Enunrecipientecerradoexisteunamezclademetanoyetano.Sequemaestamezcladegasesconexcesodeoxígenorecogiéndose3,070gdedióxidodecarbonoy1,931gdeagua.Determine la relación entre lapresiónparcial ejercidapor elmetano y la ejercidapor eletano.
(Extremadura1999)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndeamboshidrocarburoses:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(g)
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(g)
Llamando x e y a los moles de CH y C H , respectivamente, se pueden plantear lassiguientesecuaciones:
xmolCH1molCO1molCH
+ymolC H2molCO1molC H
=3,070gCO1molCO44gCO
(ec.1)
xmolCH2molH O1molCH
+ymolC H3molH O1molC H
=1,931gH O1molH O18gH O
(ec.2)
Resolviendoelsistemaseobtiene:
x=5,24·10 molCH
y=3,23·10 molC H
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales,lapresiónparcialdeungasenunamezclagaseosasecalculamediantelaexpresión:
p =p·y
Laspresionesparcialesdeambosgasesson:
p =p5,24·10 molCH
5,24·10 molCH +3,23·10 molC H=0,14p(atm)
p =p3,23·10 molC H
5,24·10 molCH +3,23·10 molC H=0,86p(atm)
LarelaciónentrelaspresionesdelCH yC H es:
p
p=0,14p0,86p
=0,16
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 203
4.8.Enunrecipientede3Ldecapacidadserecogen5Ldeoxígenoa2atmdepresióny10Ldenitrógenoa4atm.Seextraen20Ldelamezclagaseosaa1atmdepresión.Sabiendoquelatemperaturapermaneceinvariablea25°C,calcule:a)Lapresiónfinalenelrecipiente.b)Losgramosdeoxígenoydenitrógenoquecontieneelrecipientealfinaldelproceso.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2000)
a)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdecadagases:
nO2=2atm·5L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=
10molO
n =4atm·10L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=
40molN
Lacantidadtotaldegasqueseintroduceenelrecipientees:
ninicial=10RT
+40RT
=50RT
mol
Elnúmerodemolesdegasextraídodelrecipientees:
nextraıdo=1atm·20L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=
20mol
Elnúmerodemolesdegasquequedaenelrecipientees:
nfinal=50RT
+20RT
=30RT
mol
Lapresiónqueejerceestacantidaddegasenelrecipientees:
p=
30RT mol ·Ratm·L·mol
1·K 1·TK
3L=10atm
b)Lasfraccionesmolaresdecadagasenlamezclainicialson:
y =
10RT molO
10RT molO +
40RT molN
=0,2
y =1–y y =1–0,2=0,8
Considerandoque lamezcla final tiene lamisma fracciónmolar, elnúmerodemolesdecadagasenlamismaes:
n =0,230RT
molO n =0,830RT
molN
Lasmasasdelosgasesson:
m =0,230
0,082·298molO
32molO1molO
=7,9g
m =0,830
0,082·298molN
28molN1molN
=27,5g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 204
4.9.Undepósitode700 ,queseencuentraaunatemperaturade15°C,estállenodeungascuyacomposiciónes70%depropanoy30%debutanoenpeso.Lapresióninicialeneldepósito es 250 atm.El gas alimenta a un quemador donde se consume a razón de 30,2L/min,medidoa25°Cy1atm.Elsistemadecontroldelquemadorlanzaunaseñaldeavisocuandolapresióneneldepósitoesinferiora12atm.a)¿Cuántotiempocabeesperarquetardeenproducirseelaviso?b)¿Quécaudaldeaire,expresadoenL/min,esnecesarioparaquemarelgas?Condiciones,25°Cy1atm.
(Datos.Constantedelosgases=0,082atm·L· · ;Composiciónvolumétricadelaire:21%deoxígenoy79%deotrosgasesinertesaefectosdelacombustión)
(Extremadura2000)
a)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesinicialesyfinalesdegases:
niniciales=250atm·700L
0,082atm·L·mol 1·K 1 15+273 K=7410,2mol
nfinales=12atm·700L
0,082atm·L·mol 1·K 1 15+273 K=355,7mol
Elnúmerodemolesdegasquehansalidodeldepósitoes:
n= 7410,2–355,7 mol=7054,5mol
Elvolumenqueocupanencondicionesambientaleses:
V=7054,5mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=1,72·10 L
Relacionando el volumen con el caudal volumétrico se obtiene el tiempo que puedefuncionarelquemador:
1,72·10 L1min30,2L
=5695min
b)Silamezclaestáformadapor70%deC H y30%deC H ,lasfraccionesmásicasdelamismason:
Y =0,7Y =0,3
Cambiandolasfraccionesmásicasafraccionesmolares:
y =0,7gC H
1molC H44gC H
0,7gC H1molC H44gC H +0,3gC H
1molC H58gC H
=0,755
y =1–yC3H8
=0,245
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndelosdoshidrocarburosdelamezclason:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(g)
C H (g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 205
DeacuerdoconlaleydeAvogadro,lacomposiciónmolardeunamezclagaseosacoincideconlavolumétrica,asíquesepuederelacionarelcaudaldemezclagaseosaquesequemaconelO yairenecesarioparalacombustión:
30,2Lmezclamin
0,755LC H1Lmezcla
5LO1LC H
100Laire21LO
=543Lairemin
30,2Lmezclamin
0,245LC H1Lmezcla
13LO2LC H
100Laire21LO
=229Lairemin
=772Lairemin
4.10.Unrecipientede20mLcontienenitrógenoa25°Cy0,8atmyotrode50mLcontienehelioa25°Cy0,4atm.a)Determinaelnúmerodemoles,demoléculasydeátomosencadarecipiente.b)Si seconectan losdos recipientesa travésdeun tubocapilar, ¿cuáles son laspresionesparcialesdecadagasylatotaldelsistema?c) Calcula la concentración de cada gas en la mezcla, expresada en fracción molar yporcentajeenmasa.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )
(Canarias2001)
a)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdecadagases:
n =0,8atm·0,02L
0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K=6,55·10 mol
nHe=0,4atm·0,05L
0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K=8,18·10 molHe
Elnúmerodepartículascontenidasencadarecipientees:
6,55·10 molN6,022·10 moleculasN
1molN=3,9·10 moléculas
3,9·1020moleculasN2atomosN
1moleculasN=6,8·10 átomosN
8,18·10 molHe6,022·10 atomosHe
1molHe=4,9·10 átomosHe
b)Alconectarambosrecipienteselvolumentotaldelsistemaes:
V =V +V = 0,05+0,02 L=0,07L
Lasrespectivaspresionesson:
p =6,55·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
0,07L=0,229atm
pHe=8,18·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
0,07L=0,286atm
DeacuerdoconlaleydeDalton, lapresióntotaldelamezclaeslasumadelaspresionesparcialesdeloscomponentes:
ptotal=p +pHe=(0,229+0,286)atm=0,515atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 206
c)Lasfraccionesmolaresson:
y =6,55·10 molN
6,55·10 molN +8,18·10 molHe=0,445
yHe=8,18·10 molHe
6,55·10 molN +8,18·10 molHe=0,555
Lamasamolarmediadelamezclagaseosaes:
M=(0,445·28+0,555·4)g·mol 1=14,67g·mol 1
Lamasadecadaunodeloscomponentesdeunmoldemezclaes:
m =0,445molN28gN1molN
=12,45gN
mHe=0,555molHe4gHe1molHe
=2,22gHe
Lacomposiciónexpresadacomoporcentajeenmasaes:
12,45gN14,67gmezcla
100=84,9%
2,22gHe
14,67gmezcla100=15,1%He
4.11.Unlaboratoriodedicadoalestudiodelosefectosdelosproductosquímicosenelcuerpohumanohaestablecidoquenosepuedesobrepasarlaconcentraciónde10ppmdeHCNenelairedurante8horasseguidassisequierenevitarriesgosparalasalud.Sabiendoqueunadosisletaldecianurodehidrógenoenelaire(segúnelíndiceMerck)esde300mgdeHCNporkgdeaire,atemperaturaambiente,calcule:a)¿AcuántosmgdeHCNporkgdeaireequivalenlas10ppm?b)¿Quéfraccióndedosisletalrepresentanlas10ppm?c)Siseconsideraque ladosis letaldelHCNensangreequivaleaunaconcentraciónde1,1mgporkgdepeso,¿quévolumendeunadisolucióndeHCN0,01Msedebeadministraraunacobayadelaboratoriode335gramosdepesoparasufallecimiento?(Datos.Composiciónmediadelaireenvolumen:79%denitrógenoy21%deoxígeno.1ppm=1 / )
(Murcia2002)
a)LadosisdeHCNenelairees:
10ppmHCN=10cm3HCNm3aire
Para pasar de m de aire a kg de aire se precisa su masa molar. Sabiendo que sucomposiciónmediaenvolumenes79%denitrógenoy21%deoxígenoyque,deacuerdoconlaleydeAvogadro,estacoincideconlacomposiciónmolar:
M=79molN
28gN1molN +21molO
32gO1molO
100molaire=28,8g·mol 1
Teniendoencuentaque1moldecualquiergasocupaVL,endeterminadascondicionesdepyT,sepuedeobtenerlarazónmolardelHCNenaire:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 207
10cm3HCNm3aire
m3aire
103Laire
1Laire
103cm3aireVLaire1molaire
1molHCNVLHCN
=10 5 molHCNmolaire
Convirtiendolarazónmolarenrazónmásica:
10 5 molHCNmolaire
1molaire28,8gaire
27gHCN1molHCN
103gaire1kgaire
103mgHCN1gHCN
=9,4mgHCNkgaire
b)Relacionandolas10ppmconladosisletal:
9,4mgHCNkgaire
300mgHCNkgaire
100=3,1%
c)ElnúmerodemolesdeHCNenlasangredelacobayaparaalcanzarladosisletales:
1,1mgHCNkg
0,335kg1gHCN
103mgHCN1molHCN27gHCN
=1,4·10 5molHCN
Relacionandoladosisletalensangreenlacobayaconladisolución:
1,4·10 5molHCN103mLHCN0,01M
0,01molHCN=1,4mLHCN0,01M
4.12.Unrecipientecerradode1000Ldecapacidadcontiene460gdeetanolpuro(líquido)yaire(composición80% y20%
envolumen)a27°Cy1atmdepresión.Seprovocala
combustiónyseesperahastaquenuevamentelatemperaturaseade27°C.Elvolumentotalpermanece inalterado y se desprecian los volúmenes que pueden ocupar los sólidos y loslíquidosfrentealosgases.Calcule:a)Númerototaldemoléculaspresentesantesydespuésdelacombustión.b)Laspresionesparcialesdecadacomponentedespuésdelacombustiónylapresióntotaldelamezclaresultante.c)Ladensidadmediadelamezclafinaldegases.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Córdoba2003)
Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndeletanoles:
C H OH(l)+3O (g)2CO (g)+3H O(l)
a)Elnúmerodemolesydemoléculasdeetanolexistentesantesdelacombustiónes:
460gC H OH1molC H OH46gC H OH
=10molC H OH
10molC H OH6,022·1023moleculasC H OH
1molC H OH=6,0·1024moléculas
Considerando comportamiento ideal el número de moles de aire contenidos en elrecipientees:
n =1atm·1000L
0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K=40,7molaire
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 208
De acuerdo con la ley deAvogadro, la composición volumétrica de unamezcla gaseosacoincideconlacomposiciónmolar,portantoelnúmerodemolesymoléculasdecadagasdelairees:
40,7molaire80molN100molaire
=32,6molN
32,6molN6,022·1023moleculasN
1molN=2,0·1025moléculas
40,7molaire20molO100molaire
=8,1molO
8,1molO6,022·1023moleculasO
1molO=4,9·1024moléculas
LarelaciónmolarentreC H OHyO es:
8,1molO10molC H OH
=0,8
Como la relación es < 3, quiere decir que sobra C H OH y que el es el reactivolimitantequedeterminalascantidadesdeCO yH2Oqueseproducen.
Elnúmerodemolesydemoléculasdeetanolexistentesdespuésdelacombustiónes
8,1molO1molC H OH3molO
=2,7molC H OH
10molC H OH(inicial)–2,7molC H OH(gastado)=7,3molC H OH(exceso)
7,3molC H OH6,022·1023moleculasC H OH
1molC H OH=4,4·1024moléculas
ElnúmerodemolesydemoléculasdeCO yH Oexistentesdespuésdelacombustiónes
8,1molO2molCO3molO
=5,4molCO
5,4molCO6,022·1023moleculasCO
1molCO=3,3·1024moléculas
8,1molO3molH O3molO
=8,1molH O
8,1molH O6,022·1023moleculasH O
1molH O=4,9·1024moléculas
b)AntesdelacombustiónlosgasespresentesenelrecipientesonO yN .Considerandocomportamientoideallaspresionesparcialesejercidasporestosson:
p =8,1mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1000L=0,2atm
p =32,6mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1000L=0,8atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 209
Despuésde la combustión los gasespresentes sonN (quenoha reaccionado)y el CO formado.LapresiónparcialejercidaporelN eslamismayaquenocambialacantidaddeestepresenteenelrecipiente,ylapresiónparcialdeCO es:
p =5,4mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1000L=0,13atm
c)Ladensidaddelamezclagaseosapresentealfinaldelareacciónes:
=32,6molN
28molN1molN +5,4molCO2
44molCO21molCO2
1000L=1,15g·L–1
4.13.Semezclanenunrecipienteherméticode25L;5,6gdeeteno,8,8gdepropanoy57,6gdeoxígenoaunatemperaturade300K.a)Calculalapresiónalaqueseencuentrasometidalamezcladegasesycalculatambiénlapresiónparcialdecadaunodelosgasesdelamezcla.A continuación, se realiza la reacción de combustión de los compuestos de la mezclarefrigerandoelrecipienteymanteniendolatemperaturaconstantea300K.b)¿Cuáleslapresióndelamezclaresultantedespuésdelareacción?c) ¿Cuál sería lapresiónde lamezcla resultantedespuésde la reacción si la temperaturafuerade500°C?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Baleares2004)
a)Previamente,secalculaelnúmerodemolesdesustanciasqueformanlamezcla:
5,6gC H1molC H28gC H
=0,2molC H
8,8gC H1molC H44gC H
=0,2molC H
57,6gO1molO32gO
=1,8molO
Elnúmerototaldemolesdemezclaes:
n = 0,2+0,2+1,8 mol=2,2mol
Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporlamezclagaseosaes:
p=2,2mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 300K
25L=2,2atm
Paradeterminar lapresiónparcialejercidaporcadagasseaplica la leydeDaltonde laspresionesparciales:
p =p·y
p =p =2,2atm0,2mol2,2mol
=0,2atm
p =2,2atm1,8mol2,2mol
=1,8atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 210
b) Para conocer la presión después de la reacción es preciso escribir las ecuacionesquímicascorrespondientesa lasreaccionesdecombustiónquetienen lugarycalcularelnúmerodemolesdeespeciesgaseosasalfinaldelamisma:
C H (g)+3O (g)2CO (g)+2H O(l)
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
0,2molC H3molO1molC H
=0,6molO
0,2molC H5molO1molC H
=1,0molO
1,6molO consumido
1,8molO (inicial)–1,6molO (consumido)=0,2molO (exceso)
0,2molC H2molCO1molC H
=0,4molCO
0,2molC H3molCO1molC H
=0,6molCO
1,0molCO
0,2molC H2molH O1molC H
=0,4molH O
0,2molC H4molH O1molC H
=0,8molH O
1,2molH O
El número de moles de gas después de la combustión es (1,0 mol CO + 0,2 mol O ).Aplicandolaecuacióndeestadodelosgasesideales:
p=1,2mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 300K
25L=1,2atm
c)A la temperaturade500°CelH Oestáenestadogaseoso,por lo tanto,elnúmerodemolesdegasalfinaldelareaccióneselanteriormás1,2molH O:
Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporlamezclagaseosaes:
p=2,4mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 500+273 K
25L=6,1atm
4.14.Ungasdecombustióntienelasiguientecomposiciónenvolumen:Nitrógeno:79,2%;Oxígeno:7,2%yDióxidodecarbono13,6%
Unmoldeestegassepasaaunevaporador,queseencuentraaunatemperaturade200°Cya una presión de 743 mmHg, en el que incorpora agua y sale del evaporador a unatemperatura de 85°C y a una presión de 740 mmHg, con la siguiente composición envolumen:
Nitrógeno:48,3%;Oxígeno:4,4%;Dióxidodecarbono:8,3%yAgua:39,0%Calcule:a)Elvolumendegasquesaledelevaporadorporcada100litrosdegasqueentra.b)Elpesodeaguaevaporadaporcada100litrosdegasqueentra.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Extremadura2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 211
a) Para determinar el volumen de gas que sale del evaporador se hace un balance demateriarespectoaunocualquieradelosgasesdelamezcla,porejemploN :
GE·yN2E=GS·yN2
S
Considerandocomportamientoidealparalamezclagaseosa:
100Lgas·743mmHg1atm
760mmHg
0,082atm·L·mol 1·K 1 200+273 K0,792=
VLgas·740mmHg1atm
760mmHg
0,082atm·L·mol 1·K 1 85+273 K0,483
Seobtiene,V=124,6L
b)Elnúmerodemolesdegasasalidaes:
GS=124,6Lgas·740mmHg
0,082atm·L·mol 1·K 1 85+273 K
1atm760mmHg
=4,13mol
Lamasadeaguaevaporadacontenidaenelgases:
4,13molgas39molH O100molgas
18gH O1molH O
=29g
4.15.Undepósitode4,0Ldecapacidadquecontienegasnitrógenoa8,5atmdepresión,seconectaconotrorecipientequecontiene7,0Ldegasinerteargóna6,0atmdepresión.¿Cuáleslapresiónfinalenlosdosrecipientes?
(Baleares2007)
Considerando comportamiento ideal, el número de moles de gas contenido en cadadepósitoes:
nN2=8,5atm·4L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=
34RT
mol
nAr=6atm·7L
Ratm·L·mol 1·K 1·TK=
42RT
mol
Siseconectanambosdepósitoslapresiónenamboses:
p=
34RT +
42RT mol·Ratm·L·mol 1·K 1·TK
4+7 L=6,9atm
4.16.Seintroducenenunrecipientede2,5Ldecapacidadya625°C;0,476gde (g)y0,068gde (g).Calcule:a)Lapresióntotalenelmomentoincialdemezclado.Sesabequeenestecasoquedansinreaccionar0,158gde (g).Calcule:b)Lascantidades,enmoles,delasespeciespresentesenelmomentodelareacción.c)Laspresionesparcialesdelasespeciespresentesenelmomentodelareacción.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2007)
a)Previamente,secalculaelnúmerodemolesdesustanciasqueformanlamezcla:
0,476gI1molI28gI
=1,874·10 molI
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 212
0,068gH1molH2gH
=3,400·10 molH
Elnúmerototaldemolesdemezclaes:
n = 1,874·10 +3,400·10 mol=3,587·10 mol
Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporlamezclagaseosaes:
p=3,587·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 625+273 K
2,5L=1,057atm
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreI yH es:
I (g)+H (g)2HI(g)
ElnúmerodemolesquequedansinreaccionardeI es:
0,158gI1molI254gI
=6,220·10 mol
ElnúmerodemolesquereaccionandeH es:
6,220·10 molI1molH1molI
=6,220·10 molH
ElnúmerodemolesquequedansinreaccionardeH es:
3,400·10 molH (ini.) 6,220·10 molH (reac.)=3,338·10 mol (exceso)
ElnúmerodemolesqueseformandeHIes:
6,220·10 molI2molHI1molI
=1,224·10 mol
c)Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporcadaespeciees:
p =6,220·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 625+273 K
2,5L=0,018atm
p =3,338·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 625+273 K
2,5L=0,983atm
p =1,224·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 625+273 K
2,5L=0,036atm
4.17.Sehaceestallar50mLdeunamezclademetano(CH4),eteno(C2H4)ypropano(C3H8),enpresenciade250mLdeoxígeno.Despuésdelacombustión,ycondensadoelvapordeaguaproducido,elvolumendelosgasesera175mL,quequedaronreducidosa60mLdespuésdeatravesarunadisoluciónconcentradadeNaOH.Calculalacomposición(en%)delamezclagaseosainicial.Nota:TodoslosvolúmenesestánmedidosenlasmismascondicionesdepyT.
(Valencia2007)
Aplicando la ley de Gay‐Lussac de las combinaciones volumétricas y escribiendo lasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdecombustióndelmetano,etenoy
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 213
propano, se indican las cantidades, envolumen, consumidasde reactivosy formadasdeproductos:
Combustióndelmetano:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(g)
xmL2xmLxmL2xmL
Combustióndeleteno:
C H (g)+3O (g)2CO (g)+2H O(g)
ymL3ymL2ymL2ymL
Combustióndelpropano:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(g)
zmL5zmL3zmL4zmL
Teniendoencuentaquelamezcladegasesdespuésdeenfriada(paraquecondenseH O)yabsorbidoelCO porreacciónconNaOHsólocontieneO ,elvolumendefinalde60mLcorrespondealO quequedasinreaccionar(k).
Sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
mezclainicial x+y+z=50
O introducido 2x+3y+5z+k=250
mezclafinal CO +O sobrante x+2y+3z+k=175
O sobrante k=60
EliminandoelO sobrantesepuedenreescribirlasecuacionescomo:
mezclainicial CH +C H +C H x+y+z=50
O consumido 2x+3y+5z=190
CO absorbidoporNaOH x+2y+3z=115
Resolviendoelsistemaseobtiene:
x=10mLCH y=15mLC H z=25mLC H
Expresandoelresultadocomoporcentajeenvolumen:
10mLCH50mLmezcla
100=20%
15mLC H50mLmezcla
100=30%
25mLC H50mLmezcla
100=50%
4.18.Enunrecipientecerradoyvacíode20Lseintroducen0,3gdeetano;2,9gdebutanoy16gdeoxígeno.Seproducelacombustióna225°C.Calcula:a)Elvolumendeaire,enc.n.,queseríanecesarioparatenerlos16gdeoxígeno.b)Lapresióntotalylaspresionesparcialesenlamezclagaseosafinal.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ; composición volumétricadelaire:20% ,80% )
(Cádiz2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 214
a)Teniendoencuentaqueen lasmezclasgaseosas lacomposiciónvolumétricacoincideconlacomposiciónmolar,relacionandoO conaire:
16gO1molO32gO
100molaire20molO
22,4Laire1molaire
=56Laire
b) Las ecuaciones químicas ajustadas correspondientes a las combustiones de los doshidrocarburosson:
C H (g)+72O (g)2CO (g)+3H O(g)
C H (g)+132O (g)4CO (g)+5H O(g)
Relacionando los hidrocarburos con O se obtiene la masa de este que queda sonreaccionar:
0,3gC H1molC H30gC H
7molO2molC H
32gO1molO
=1,12gO
2,9gC H1molC H58gC H
13molO2molC H
32gO1molO
=10,40gO
LacantidadO quequedasinreaccionares:
16gO (inicial)– 1,12+10,40 gO (consumido)1molO32gO
=0,14molO (exceso)
Relacionando los hidrocarburos con los productos se obtienen losmoles de CO y H Oformados:
0,3gC H1molC H30gC H
2molCO1molC H
=0,02molCO
2,9gC H1molC H58gC H
4molCO1molC H
=0,20molCO
0,22molCO
0,3gC H1molC H30gC H
3molH O1molC H
=0,03molH O
2,9gC H1molC H58gC H
5molH O1molC H
=0,25molH O
0,28molH O
Las presiones parciales de cada gas se obtienen aplicando la ecuación de estado de losgasesideales:
p =xRTV
=0,14mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 225+273 K
20L=0,29atm
pC =xRTV
=0,22mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 225+273 K
20L=0,45atm
p =xRTV
=0,28mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 225+273 K
20L=0,58atm
Lapresióntotaldelamezclaes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 215
pt= 0,29+0,45+0,58 atm=1,32atm
4.19.Ungasdegasógeno tiene lasiguientecomposiciónexpresadaen%envolumen: 8,0%;CO23,2%; 17,7%; 1,1%; 50%.Calcula ladensidaddelgasa23°Cy763mmHg.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Valencia2008)
De acuerdo con la ley de Avogadro, el porcentaje en volumen de una mezcla gaseosacoincideconsuporcentajeenmoles.
Lamasadecadaunodelosgasescontenidosen100molesdemezclaes:
8,0molCO44gCO1molCO
=352gCO 23,2molCO28gCO1molCO
=649,6gCO
17,7molH2gH1molH
=35,4gH 1,1molCH16gCH1molCH
=17,6gCH
50,0molN28gN1molN
=1400gN
Lamasatotaldegaseses:
352gCO +649,6gCO+35,4gH +17,6gCH +1400gN =2454,6ggasógeno
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporlos100molesdegasenlascondicionesdadases:
V=100mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 23+273 K
763mmHg760mmHg1atm
=2417,7L
Ladensidaddelgasdegasógenoes:
ρ=2454,6g2417,7L
=1,015g·L 1
4.20.Sedisponede25Ldehidrógenomedidosa700mmHgy30°Cyde14Ldenitrógenomedidos a 730 mmHg y 20°C. Se hacen reaccionar ambos gases en las condicionesadecuadas.a)Ajustalareaccióndesíntesisycalculalamasa,engramos,deamoníacoproducido.b)Sisesuponequelareaccióntranscurreconunrendimientodel100%,calculalacantidadengramosdeldelosreactivo/squenohanreaccionado.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2008)
a‐b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealasíntesisdeNH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
Alexistirinicialmentecantidadesdeambosreactivosesprecisodeterminarpreviamentecuáldeellosesel reactivo limitante.Considerandocomportamiento ideal, elnúmerodemolesinicialesdecadareactivoes:
pH2=700mmmHg·25L
0,082atm·L·mol 1·K 1 30+273 K
1atm760mmmHg
=0,93mol
p =730mmmHg·14L
0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
1atm760mmmHg
=0,56mol
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 216
Comolarelaciónmolar:
0,93molH0,56molN
=1,66<3
lo quequiere decir que sobraN , por lo que se consume todo el que es elreactivolimitanteydeterminalacantidaddeNH formado.
RelacionandoH conNH :
0,93molH2molNH3molH
17gNH1molNH
=10,54g
RelacionandoH conN seobtienelacantidaddeestesobrante:
0,93molH1molN3molH
=0,31molN
0,56molN (inicial)0,31molN (reaccionado)=0,25molN (enexceso)
0,25molN28gN1molN
=7,0g
4.21.Elgasqueestádentrodeunrecipienteejerceunapresiónde120kPa.Seextraeunaciertacantidaddelgasqueocupa230 a100kPa.Elgasrestantedelrecipienteejerceunapresiónde80kPa.Todaslasmedidassehanrealizadoalamismatemperatura.Calculaelvolumendelrecipiente.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;1atm=101326Pa)(Baleares2009)
Considerando comportamiento ideal y llamandop a la equivalencia entre kPa y atm, elnúmerodemolesdegascontenidoenelrecipientees:
niniciales=120kPa·VL
Ratm·L·mol ·K ·TK1atmpkPa
=120VpRT
mol
Elnúmerodemolesdegasextraídosdelrecipientees:
nextraıdos=100kPa·230L
Ratm·L·mol ·K ·TK1atmpkPa
=2,3·10pRT
mol
Elnúmerodemolesdegasquequedanenelrecipientees:
nrestantes=80kPa·VL
Ratm·L·mol ·K ·TK1atmpkPa
=80VpRT
mol
Haciendounbalancedemateriadelgas:
niniciales=nextraıdos+nrestantes
120VpRT
2,3·10pRT
80VpRT
V=575L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 217
5.CUESTIONESdeDISOLUCIONES
5.1.Deentrelasdiferentesformasdeexpresarlaconcentracióndelasdisoluciones,hayquedestacar:a)Lanormalidad,queeslanormaadoptadaenlospaísesdelaUniónEuropeaparamedirlarelaciónsoluto/disolvente.b)Lamolaridad,queeselnúmerodemolesdesolutoenunlitrodedisolución.c)Lamolalidad,queeselnombrequeutilizanenChinaparalamolaridad.d)Lafracciónmolar,queseutilizaparaexpresarlaconcentraciónendisolucionesdondeelnúmerodemolesdesolutoenunlitronoesunnúmeroexacto.
(O.Q.L.Murcia1996)
a) Falso. Normalidad es la relación entre equivalentes‐gramo de soluto y litros dedisolución.
b)Verdadero.Molaridadeslarelaciónentremolesdesolutoylitrosdedisolución.
c)Falso.Lapropuestaesabsurda.
d)Falso.Fracciónmolareslarelaciónentremolesdesolutoylasumadelosmolesdeloscomponentesdeladisolución.
Larespuestacorrectaeslab.
5.2.Con100mLdedisolucióndeHCl2Msepuedeprepararunlitrodeotradisolucióncuyaconcentraciónserá:a)0,1Mb)0,2Mc)10Md)10 M
(O.Q.L.Murcia1996)
ElnúmerodemolesdeHClcontenidosenladisoluciónconcentrada(2M)es:
100mLHCl2M2molHCl
10 mLHCl2M=0,2molHCl
Laconcentracióndeladisolucióndiluidaes:
0,2molHCl1LdisolucionHCl
=0,2M
Larespuestacorrectaeslab.
5.3.Unadisolución2Mdeácidoacéticoesaquellaquecontiene:a)60gdeácidoacéticoen250mLdedisolución.b)45gdeácidoacéticoen250mLdedisolución.c)60gdeácidoacéticoen500mLdedisolución.d)50gdeácidoacéticoen500mLdedisolución.
(O.Q.L.Murcia1996)
Aplicandoelconceptodemolaridadatodaslasdisoluciones:
a)Falso
60gCH COOH250mLdisolucion
1molCH COOH60gCH COOH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=4M
b)Falso
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 218
45gCH COOH250mLdisolucion
1molCH COOH60gCH COOH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=3M
c)Verdadero
60gCH COOH500mLdisolucion
1molCH COOH60gCH COOH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=2M
d)Falso
50gCH COOH500mLdisolucion
1molCH COOH60gCH COOH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=1,7M
Larespuestacorrectaeslac.
5.4.¿Cuáldelassiguientessustanciasfuncionaríamejorcomoanticongelantede1Ldeaguasiseutilizalamismamasadecadaunadeellas?a)Metanolb)Sacarosac)Glucosad)Acetatodeetilo
(O.Q.L.Murcia1996)
Serámejoranticongelanteaquellasustanciaconlaqueseconsigaunmayordescensoenlatemperaturadecongelacióndeladisolución,ΔT .Estesecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Comolascuatrosustanciaspropuestaspresentanenlacecovalente,aldisolverlasenaguanosedisocianeniones,esdecir,α=0,portantolaexpresiónanteriorquedasimplificadacomo:
ΔT =k m
De acuerdo con esto, el mayor ΔT se consigue con la disolución que tenga mayorconcentraciónmolal,m.
Suponiendoquesedisuelveunamismamasadecadacompuesto,1g,en1kgdeH O,laconcentraciónmolaldeladisoluciónes:
m=1gX
1kgH O1molXMgX
=1Mmol·kg
Por tanto, la mayor concentración molal corresponde a la disolución que contenga elsolutoconmenormasamolar,M.
soluto M/g· Metanol( ) 32Sacarosa(C H O ) 342Glucosa(C H O ) 180Acetatodeetilo(CH COOCH CH ) 88
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 219
5.5.Sedisuelven12,8gdecarbonatosódicoenlacantidaddeaguasuficienteparapreparar325mLdedisolución.Laconcentracióndeestadisoluciónenmol· es:a)3,25b)0,121c)0,0393d)0,372e)12,8
(O.Q.N.CiudadReal1997)
Lamolaridaddeladisoluciónes:
12,8gNa CO325mLdisolucion
1molNa CO106gNa CO
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,372M
Larespuestacorrectaeslad.
5.6.¿Cuálserálamolaridaddeunadisolución6Ndeácidofosfórico?a)6Mb)2Mc)18Md)3M
(O.Q.L.Murcia1997)
Larelaciónentremolaridadynormalidades:
Normalidad=Molaridad·valencia
Lavalenciaenunácidovienedadaporelnúmeroprotonesqueescapazdeceder.Enelcasodelácidofosfórico,H PO :
H PO (aq)+3H O(l)PO (aq)+3H O (aq)
Lavalenciaes3,portantolamolaridades:
M=63=2
Larespuestacorrectaeslab.
5.7.Almezclar1Ldedisolucióndeácidoclorhídrico0,01Mcon250mLdeotradisolucióndeácido clorhídrico 0,1 M se obtiene una nueva disolución cuya concentración es,aproximadamente:a)0,11Mb)1,28·10 Mc)1,4·10 Md)2,8·10 M
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
ElnúmerodemmolesdeHClcontenidosencadadisoluciónes:
1LHCl0,01M103mLHCl0,01M1LHCl0,01M
0,01mmolHCl1mLHCl0,01M
=10mmolHCl
250mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=25mmolHCl
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 220
10+25 mmolHCl1000+250 mLdisolucion
=2,8·10 M
Larespuestacorrectaeslab.
5.8.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesprobaríaqueun líquidoincoloroytransparenteesaguapura?a)EllíquidotieneunpHde7.b)Ellíquidohiervea100°Ccuandolapresiónesde1atm.c)Ellíquidonodejaresiduocuandoseevaporahastasequedad.d)Ellíquidoresecalasmanoscuandoselavanconél.
(O.Q.L.Murcia1997)
a) Falso. El agua en presencia de CO forma una disolución acuosa de ácido carbónico,H CO ,porloqueelpH<7.
H CO (aq)+H O(l)HCO (aq)+H O (aq)
b) Verdadero. Un líquido hierve cuando su presión de vapor se iguala a la presiónatmosféricaylapresióndevapordelaguaa100°Cesatm.
c) Falso. Cualquier otro líquido incoloro y transparente, por ejemplo, etanol, acetona,benceno,etc.,evaporadoasequedadnodejaningúnresiduo.
d)Falso.Esabsurdo,elaguanoresecalasmanos.
Larespuestacorrectaeslab.
5.9.Sedeseapreparar100mLdedisolucióndeácidosulfúrico0,25Mapartirdeunácidocomercialdel98%y1,836g/mL.Paraellosehadetomardelabotelladeácidocomercial:a)1,36mLb)2,45mLc)2,5gd)4,50mL
(O.Q.L.CastillayLeón1997)(O.Q.L.CastillayLeón1998)
LamasadeH2SO4necesariaparaladisoluciónes:
100mLH2SO40,25M0,1molH2SO4
1000mLH2SO40,1M98gH2SO41molH2SO4
=2,45gH2SO4
LacantidaddeH2SO4comerciales:
2,45gH2SO4100gH2SO498%
98gH2SO41mLH2SO498%1,836gH2SO498%
=1,36mL 98%
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnCastillayLeón1998sepreparan500mLdeladisolución0,15M).
5.10.Sedisuelven5gdeclorurosódicoen100mLdeagua.¿Quésehabráoriginado?a)Unasustanciapura.b)Uncompuestoquímicoc)Unamezclahomogénead)Unadisolucióne)Unadispersióncoloidal
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 221
Elclorurodesodioesmuysolubleenagua,portanto,seformaunadisoluciónacuosa.
Larespuestacorrectaeslad.
5.11.Cuandoseadicionaglucosaalaguaa25°Cseobservaque:a)Disminuyelatemperaturadeebulliciónconrespectoaladelaguab)Aumentalapresióndevapordeladisolución.c)Congelapordebajode0°C.d)Laglucosanosedisuelveenagua.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
a‐b)Falso.Cuandoseformaladisoluciónaumentalatemperaturadeebulliciónyaquelapresióndevapordeladisolucióndisminuye.
c)Verdadero.Cuandoseformaladisolucióndesciendelatemperaturadecongelaciónyaquelapresióndevapordeladisolucióndisminuye.
d)Falso.Laglucosaessolubleenaguapor formacióndeenlacesdehidrógenoentre lasmoléculasdeambassustancias.
Larespuestacorrectaeslac.
5.12.Dadaslassiguientesproposicionesindicarcuál/cuálessonverdaderas:a)Elaguaestáformadapordostiposdeátomos,porlotantonoesunasustanciapura.b)Todadisoluciónesunamezcla.c)Todaslasmezclassondisoluciones.d)Enunamezclaheterogéneasuscomponentespuedenobservarsedeformaseparada.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
a)Falso.Elaguaesunasustanciapuraqueporestarformadapordostiposdeátomossellamacompuesto.
b‐c)Falso.Lasdisolucionessonmezclashomogéneas.
d) Verdadero. En una mezcla heterogénea los componentes de la misma puedendistinguirseasimplevistaoconayudadeunalupa.
Larespuestacorrectaeslac.
5.13.Sedisuelven0,50gy0,75gdeunsolutonoelectrolitoynovolátilen1,500gyen1,250gdeagua, formándosedosdisolucionesAyB, respectivamente.Siparaelagua =1,86°C ·kgy =0,51°C ·kg.¿Cuálesdelassiguientesproposicionessonverdaderas?a)LapresióndevapordeAesmenorqueladeB.b)LatemperaturadeebullicióndeBesmenorqueeldeA.c)Ambasdisolucionestienenlamismatemperaturadecongelación.d)LamolalidaddeAesmayorqueladeB.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
a)Falso.DeacuerdoconlaleydeRaoult,lapresióndevapordeunadisoluciónsecalculadeacuerdoconlaecuación:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
La disoluciónque tienemenor fracciónmolar de soluto, la disoluciónA, es la que tienemayorpresióndevapor.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 222
b)Falso.Lastemperaturasdeebulliciónydecongelacióndeunadisoluciónquecontieneunsolutonoelectrólitoynovolátilsecalculanmediantelaexpresión:
ΔT=k·m
siendoklaconstanteespecíficadeldisolventeymlamolalidaddeladisolución.
Como ladisoluciónBcontienemássolutoymenosdisolventesuconcentraciónmolalesmayoryportanto,sutemperaturadeebullicióntambiénloes.
c) Falso. Como ambas disoluciones tienen diferente concentración molal deben tenerdiferentetemperaturadecongelación.
d)Falso.Segúnsehaexplicadoenelapartadob.
Ningunapropuestaesverdadera.
5.14.Silasolubilidaddelclorurosódicoenaguaa15°Cesiguala50g/L.Esciertoque:a)Unadisoluciónquecontiene25g/Lesunadisoluciónsaturada.b)Ladisoluciónquecontiene45g/Lestámuydiluida.c)Estásaturadaladisolucióncuandocontiene50g/Ldeclorurosódico.d)Sicontienemásde50g/Lesunsistemainestable.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
a) Falso. La disolución es insaturada porque todavía no se ha alcanzado el límite desolubilidadaesatemperatura.
b)Falso.Ladisoluciónesconcentradayaqueseestácercadellímitedesolubilidadaesatemperatura.
c)Verdadero.Ladisoluciónestásaturadayaquesehaalcanzadoellímitedesolubilidadaesatemperatura
d)Falso.Ladisoluciónestásobresaturadayaquesehasuperadoellímitedesolubilidadaesatemperatura.
Larespuestacorrectaeslac.
5.15.Seadicionan50gdeclorurosódicoa100mLdeunadisoluciónde lamismasalcuyaconcentraciónes0,16M.Suponiendoquenohayvariacióndevolumenalañadirelsólido,laconcentracióndeIadisoluciónformadaes:a)8,71Mb)2,35Mc)3,78Md)1,90M
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
Laconcentraciónmolardeladisoluciónresultantedelamezcla:
50gNaCl1molNaCl58,5gNaCl +50mLNaCl0,16M
0,16molNaCl103mLNaCl0,16M
100mLdisolucion1Ldisolucion
103mLdisolucion
=8,71M
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 223
5.16.Ladisoluciónacuosaconmenorpuntodefusiónes:a) 0,01mb)NaCl0,01mc)Etanol( )0,01md)Ácidoacético( )0,01me) 0,01m
(O.Q.N.Burgos1998)
Elpuntodefusióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Teniendo en cuenta que se trata de disoluciones acuosas con la misma concentraciónmolaltendrámenorpuntodefusiónladisoluciónconmayorvalorden.
Lasecuacionescorrespondientesalasdisociacionesiónicasproporcionanenvalorden.
a)MgSO (aq)Mg (aq)+SO (aq) (1) n=2
b)NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq) (1) n=2
c)CH CH OHnosedisociaeniones (=0) n=1
d)CH COOHesunácidoqueprácticamentenosedisociaeniones,(0) n=1
e)MgI (aq)Mg (aq)+2I (aq) (1) n=3
La sustancia que presentamayor valor de n con una disociación prácticamente total es,portanto,sudisolucióneslaquepresentamenortemperaturadecongelación.
Larespuestacorrectaeslae.
5.17.Paratresdisoluciones0,1molaldeácidoacético( ),ácidosulfúrico( )yglucosa( )enagua,señalelaproposicióncorrecta:a)Ladisolucióndeácidosulfúricoeslaquetienecomportamientomásideal.b)Ladisolucióndeglucosaeslaquetienelatemperaturadeebulliciónmásalta.c)Ladisolucióndesulfúricoeslaquetienemayortemperaturadeebullición.d)Lastresdisolucionestienenlamismatemperaturadeebullición.e)Ladisolucióndeglucosaeslaquetienemayorpresiónosmótica.
(O.Q.N.Burgos1998)
a)Falso.Unadisoluciónidealesaquellaenlaquenoseregistravariacióndeentalpíanideentropía.Enlasdisolucioneshayvariaciónenesasmagnitudesrespectodelassustanciaspurasylassustanciasdisueltasenagua.
b)Falso.Latemperaturadeebullicióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constanteebulloscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Teniendo en cuenta que se trata de disoluciones acuosas con la misma concentraciónmolaltendrámayortemperaturadeebulliciónladisoluciónconmayorvalorden.
C H O esunácidoqueprácticamentenosedisociaeniones,(0) n=1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 224
C H O nosedisociaeniones, (=0) n=1
H SO (aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq) (1) n=3
c)Verdadero.Segúnlodemostradoenelapartadob).
d)Falso.Segúnlodemostradoenelapartadob).
e)Falso.Endisolucionesdiluidas,lapresiónosmóticaπsecalculamediantelaexpresión:
π=MRT 1+α n 1
R=constantedelosgasesM=concentracionmolarα=gradodedisociacionionican=numerodeionesT=temperatura
Teniendoencuentaquesetratadedisolucionesacuosascon,aproximadamente,lamismaconcentraciónmolartendrámayorpresiónosmótica ladisoluciónconmayorvalorden.Deacuerdoconlodemostradoenelapartadob)seráladisolucióndeH SO .
Larespuestacorrectaeslac.
5.18.Cuandoseadicionan100 deaguaa100 deunadisoluciónacuosa0,20Mensulfatodepotasio( )yseagitavigorosamente,¿cuáleslamolaridaddelosiones enlanuevadisolución?Considerecorrectalaadicióndelosvolúmenes.a)0,05b)0,10c)0,15d)0,20
(O.Q.L.Murcia1998)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK SO es:
K SO (aq)2K (aq)+SO (aq)
ElnúmerodemmolesdeK contenidosenladisoluciónconcentrada(0,20M)es:
100cm3K SO 0,2M0,2mmolK SO1cm3K SO 0,2M
2mmolK
1mmolK SO=40mmolK
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
40mmolK100+100 mLdisolucion
=0,20M
Larespuestacorrectaeslad.
5.19.Cuandoseañaden10gdesacarosaenagua,seobservaque:a)Ladisoluciónhierveaunatemperaturainferiora100°C.b)Sutemperaturadecongelaciónaumentaconrespectoaladelagua.c)Congelapordebajode0°C.d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.Lastemperaturasdeebulliciónydecongelacióndeunadisoluciónquecontieneunsolutonoelectrólitoynovolátilsecalculanmediantelaexpresión:
ΔT=k·m
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 225
siendoklaconstanteespecíficadeldisolventeymlamolalidaddeladisolución.
Latemperaturadeebullicióndeladisolucióndebesersuperiora100°C.
b)Falso.Latemperaturadecongelacióndeladisolucióndebeinferioraladelagua,0°C.
c)Verdadero.Segúnsehajustificadoenlosapartadosanteriores.
Larespuestacorrectaeslac.
5.20.A125mLdeunadisolucióndehidróxidosódico0,75Mse leañaden300mLdeaguadestilada.Indicarcuáldelassiguientesproposicionesescierta:a)Precipitaráhidróxidosódico.b)Aumentaelnúmerodemolesdesosa.c)Laconcentracióndeladisoluciónaumenta.d)Losmolesdesosanovaríanperosílaconcentracióndeladisolución.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a‐c) Falso. Si se añade agua a la disolución disminuye la concentración y no puedeprecipitarsoluto.
b)Falso.Elnúmerodemolesdesolutopermanececonstante.
d)Verdadero.Segúnsehajustificadoenlosapartadosanteriores.
Larespuestacorrectaeslad.
5.21.Seañaden3,5gdealcoholetílico ( )a500gdeagua.Sabiendoque lamasamoleculardelalcoholetílicoesiguala46,¿cuálserálamolalidaddeladisolución?a)0,152b)0,987c)2,56d)35
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Laconcentraciónmolaldeladisoluciónes:
3,5gC H OH500gH O
1molC H OH46gC H OH
10 gH O1kgH O
=0,152m
Larespuestacorrectaeslaa.
5.22.En500gdeunadisolucióndeácidoacéticoal15%hay:a)50gdeácidoacéticob)900gdeácidoacéticoc)75gdeácidoacéticod)75mLdeácidoacético
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Lamasadeácidoacético,CH COOH,contenidaenladisoluciónes
500gdisolución15gCH COOH100gdisolución
=
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 226
5.23.Enlasregionesfríasseañadealaguadelosradiadoresdeloscochesunasustanciaquesedenominaanticongelante.Sumisiónestábasadaen:a)Lasolubilidaddesustancias.b)Unapropiedadcoligativadelasdisoluciones.c)Ladiferenciadedensidadesdelosdoslíquidos.d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Cuandoseseañadesolutoalaguayse formaladisolucióndisminuye latemperaturadecongelaciónyaquelapresióndevapordeladisolucióndisminuye.Varíaunapropiedadcoligativa.
Larespuestacorrectaeslab.
5.24.Indicarcuáldelassiguientesproposicionesescorrecta:a)Unadisoluciónsaturadaesunadisoluciónconcentrada.b)Laspropiedadescoligativasnodependendelnúmerodepartículasdisueltas.c)Lasolubilidaddeloxígenoenaguadisminuyecuandoaumentalatemperatura.d)Eltetraclorurodecarbonosedisuelveenagua.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.CastillayLeón2005)
a)Falso.Laconcentracióndependelarelaciónsoluto/disolventeylasaturacióndependelasolubilidadde lasustancia,portanto,unadisolucióndeunsolutopocosolubleesa lavezsaturadaydiluida;yalcontrario,unadisolucióndeunsolutomuysolublepuedeseralavezinsaturadayconcentrada.
b)Falso.Laspropiedadescoligativasdependende laconcentraciónde ladisolución,portanto,dependendelnúmerodepartículasdesoluto.
c)Verdadero.Lasolubilidaddeungasenaguaaumentaaldisminuirlatemperatura.
d)Falso.Tetraclorurodecarbonoyaguasoninmiscibles.
Larespuestacorrectaeslac.
5.25.Indicarcuáldelassiguientesproposicionesescorrecta:a)Loselectrolitosdébilesestántotalmentedisociadosendisoluciónacuosa.b)Unadisolución0,10molaldeácidoclorhídricocongelaaunatemperaturamásbajaqueunadisolución0,10molaldeglucosa.c)Lasolubilidaddecualquiersustanciaenaguaaumentasiemprealelevaratemperatura.d)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a)Falso.Loselectrólitosdébilesseencuentranparcialmentedisociadosenagua.
b) Falso. La temperatura de congelación de una disolución se calcula mediante laexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Teniendo en cuenta que se trata de disoluciones acuosas con la misma concentraciónmolaltendrámenortemperaturadecongelaciónladisoluciónconmayorvalorden.
C H O nosedisociaeniones, (=0) n=1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 227
HCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+H O (aq) (1) n=2
LatemperaturadecongelacióndeladisolucióndeHClesmásbajaqueladeglucosa.
c)Falso.Lasolubilidaddeungasenaguaaumentaaldisminuirlatemperatura.
Larespuestacorrectaeslad.
5.26.Indicarcuáldelassiguientesproposicioneseslacorrecta:a) El descenso de la temperatura de congelación de una disolución es independiente deldisolvente.b)Elaguayelalcoholetílicosoninmiscibles.c)Unadisolucióndiluidapuedesersaturada.d)Almezclardosdisolucionesdelamismasustancialaconcentraciónfinaleslasumadelasconcentracionesdeambas.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a) Falso. La temperatura de congelación de una disolución se calcula mediante laexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Laconstanteesespecíficadecadadisolvente.
b) Falso. Alcohol etílico y agua son son totalmente miscibles debido a la formación deenlacesdehidrógenoentrelasmoléculasdeambassustancias.
c) Verdadero. La concentración depende la relación soluto/disolvente y la saturacióndependelasolubilidaddelasustancia,portanto,unadisolucióndeunsolutopocosolubleesalavezsaturadaydiluida.
d)Falso.Dependedelacantidaddedisoluciónquesemezcleycuálsealaexpresióndelaconcentración
Larespuestacorrectaeslac.
5.27.Sedisponedeunmatrazaforadode500mLquecontieneunadisolución6Mdeácidoacético.¿Quéhabríaquehacerparaprepararapartirdeellaunadisolucióndeácidoacético3M?a)Anadiraguadestiladahastaobtener2litrosdedisoluciónfinal.b)Diluira1litroconaguadestilada.c)Extraer250mLdedisolucióndelmatrazaforado.d)Añadir500mLdeunadisolucióndeácidoacético0,5M.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
500mLCH COOH6MVLdisolución
6molCH COOH1LCH COOH6M
1LCH COOH6M
10 mLCH COOH6M=
Seobtiene,V=1Ldisolución.Habráquediluirhasta1Lconaguadestilada.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 228
5.28.Sabiendoquelaspropiedadescoligativasdependendelnúmerodepartículasdisueltas,indicarcuáldelassiguientesproposicioneseslacorrecta:a) El descenso de la temperatura de congelación de una disolución 0,5moIal de clorurosódicoeselmismoqueeldeunadisolución0,5molaldesacarosa.b)Cuandosedisuelveenaguaunazúcarladisoluciónhierveamenosde100°C.c)Una disolución 0,20M de azúcar y otra disolución 0,20M de alcohol etílico tienen lamismapresiónosmótica.d)Lapresióndevapordelaguaenunadisolucióndeunnoelectrólitoesmayorque ladelaguaalamismatemperatura.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)
a) Falso. La temperatura de congelación de una disolución se calcula mediante laexpresión:
ΔT =km 1+α n 1
k=constanteebulloscopicaocrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Teniendo en cuenta que se trata de disoluciones acuosas con la misma concentraciónmolaltendrámenortemperaturadecongelaciónladisoluciónconmayorvalorden.
C H O nosedisociaeniones, (=0) n=1
NaCl(aq)+H O(l)Cl (aq)+Na (aq) (1) n=2
LatemperaturadecongelacióndeladisolucióndeNaClesmásbajaqueladesacarosa.
b)Falso.Segúnsehavistoenelapartadoanterioralañadirsolutoaldisolventeseproduceunaumentodelatemperaturadeebullicióndeladisolución.
c)Falso.Endisolucionesdiluidas,lapresiónosmóticaπsecalculamediantelaexpresión:
π=MRT 1+α n 1
R=constantedelosgasesM=concentracionmolarα=gradodedisociacionionican=numerodeionesT=temperatura
Teniendo en cuenta que se trata de disoluciones acuosas de solutos no iónicos con lamismaconcentraciónmolarambastendránlamismapresiónosmótica.
d)Falso.DeacuerdoconlaleydeRaoult,lapresióndevapordeunadisoluciónsecalculadeacuerdoconlaecuación:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
Lapresióndevapordeladisoluciónsiempreesmenorqueladeldisolvente.
Ningunapropuestaescorrecta.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 229
5.29.¿Cuántos ionesseencuentranpresentesen2,0Ldeunadisolucióndesulfatopotásico( )quetieneunaconcentraciónde0,855mol· ?a)1,03·10 b)3,09·10 c)1,81·10 d)3,09·10 e)1,03·10
(Dato.L=6,022·10 )(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Almería2005)(O.Q.L.Asturias2005)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK SO es:
K SO (aq)2K (aq)+SO (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
2LK2SO40,855M0,855molK2SO41LK2SO40,855M
3moliones1molK2SO4
6,022·1023iones1moliones
=3,09· iones
Larespuestacorrectaeslad.
5.30.Unamuestradeaguatomadadeunríocontiene5ppmde disuelto.Suponiendoqueladensidaddelaguaesiguala1g/mL,lamasade disueltoen1,0Ldeaguaes:a)0,0050gb)0,0096gc)3,0·10 gd)9,4·10 ge)5,0·10 g
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Sielnúmerodeppmdeunadisoluciónacuosadiluidaes:
5ppmO =5mgO1Lagua
1Lagua5mgO1Lagua
1gO
103mgO=0,005g
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnCastillayLeón2012sereemplazalapropuestadporlae).
5.31. ¿Cuál de las siguientes disoluciones de permanganato de potasio sería la másconcentrada?a)0,011Mb)50g/Lc)0,5molesen750mLdedisoluciónd)250ppm
(O.Q.L:CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Para poder comparar las diferentes disoluciones es preciso poner en todas lasmismasunidadesdeconcentración,porejemploenmolaridad:
b)50gKMnO1Ldisolucion
1molKMnO158gKMnO
=0,316M
c)0,5molKMnO
750mLdisolucion750mLdisolucion10 mLdisolucion
=0,667M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 230
d)250mgKMnO1Ldisolucion
1gKMnO
10 mgKMnO1molKMnO158gKMnO
=0,002M
Larespuestacorrectaeslab.
5.32.Una disolución de amoníaco de densidad 0,910 g/mL y del 25% enmasa tiene unamolaridadde:a)5,6Mb)12,5Mc)2,4Md)13,4M
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Tomando una base de cálculo de 100 g de disolución y aplicando el concepto demolaridad:
25gNH100gdisolucion
1molNH17gNH
0,91gdisolucion1cm3disolucion
103cm3disolucion1Ldisolucion
=13,4M
Larespuestacorrectaeslad.
5.33.Sedisuelven25gdeunasustanciaen100gdeaguapuraobteniéndoseunadisolucióndedensidadiguala1,15g/mL.Elvolumendeestadisoluciónesiguala:a)120,5mLb)108,7mLc)110,4mLd)145,5mL
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
Aplicandoelconceptodedensidad:
25+100 gdisolucion1mLdisolucion1,15gdisolucion
=108,7mLdisolución
Larespuestacorrectaeslab.
5.34.Parapreparar100mLdedisoluciónacuosadedicromatopotásicocuyaconcentraciónseade50mgdeanióndicromatopormililitro,habráquetomar:a)7,25gdedicromatopotásicob)6,81gdedicromatopotásico.c)8,52gdedicromatopotásicod)4,19gdedicromatopotásico
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
La ecuaciónquímica correspondiente al procesodedisolucióndel dicromatodepotasioK Cr O es:
K Cr O (aq)2K (aq)+Cr O (aq)
LosmmolesdeK Cr O contenidosenladisoluciónson:
100mLdisolucion50mgCr O1mLdisolucion
1mmolCr O216mgCr O
1mmolK Cr O1mmolCr O
=23,1mmolK Cr O
LamasadeK Cr O necesariaparaprepararladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 231
23,1mmolK Cr O1molK Cr O
10 mmolK Cr O294,2gK Cr O1molK Cr O
=6,81g
Larespuestacorrectaeslab.
5.35.Alhacerunanálisisdemetales en elaire seha encontradoque la concentracióndealuminiopresenteesde25ppm.Suconcentraciónentantoporcientoserá:a)2,5·10 b)0,0016c)0,0041d)3,1·10
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
Elconceptodeppmdefinidoparaunamezclagaseosaes:
ppm=mgsustanciam aire
Parapodercambiaraporcentajeenmasaesnecesariodisponerdeladensidaddelairealatemperaturadada.
Tomandoladensidaddelaireencondicionesnormales,1,29g/L:
25mgAlm aire
1m aire10 Laire
1Laire
1,29gaire1gAl
10 mgAl100=1,9·10 %
Ningunarespuestaescorrecta.
5.36.¿Cuálserálamolaridaddeunadisolucióndeácidonítricopreparadapordilucióna500mLde32 deunácidoconcentradocuyadensidades1,42g/mLy lariquezaenácidonítricode69,5%?a)2Mb)0,8Mc)1Md)1,3M
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
Lamasadesolutocontenidaenladisoluciónconcentradaes:
25mLHNO 69,5%1,42gHNO 69,5%1mLHNO 69,5%
69,5gHNO
100gHNO 69,5%=24,7gHNO
Aplicandoelconceptodemolaridad:
24,7gHNO500mLdisolucion
1molHNO63gHNO
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,8M
Larespuestacorrectaeslab.
5.37.Sólounodelosconceptossiguientesesfalso:a)Lasdisolucionesverdaderasformanunsistemahomogéneo.b)Unadisoluciónsedicesaturadasinoadmitemássoluto.c)Lasproteínasenaguasiempreformandisolucionesverdaderas.d)Lagasolinaesunejemplodedisoluciónlíquido‐líquido.e)Laagitaciónintensadeunsistemaaguaconaceitepermiteobtenerunadisolución.
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 232
a)Verdadero.Unadisoluciónesunamezclahomogénea,uniformeyestable.
b) Verdadero. Cuando una disolución alcanza el límite de saturación a determinadatemperaturayanoadmitemássoluto.
c)Falso.Lasproteínasnosonsolublesenagua.
d)Verdadero.Lagasolinaesunejemplodedisolución líquido‐líquidodecompuestosnopolares.
e)Falso.Aguayaceitesoninmisciblesylaagitaciónintensasoloprovocalaformacióndemicrogotasdeaceiteenagua(puntodeniebla).
Larespuestacorrectaeslac.
(En2009sereemplazacpore).
5.38. ¿Cuál es lamolalidad de la disolución resultante de disolver 5 g de ácido acético( )en60gdeagua?a)0,143mb)0,521mc)35md)1,39m
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
5gC H O60gH O
1molC H O60gC H O
103gH O1kgH O
=1,39m
Larespuestacorrectaeslad.
5.39. Se dispone de una disolución de hidróxido sódico del 45% enmasa, que tiene unadensidadde1,46g/mL,50mLde lamisma contienen los siguientesgramosdehidróxidosódico:a)1,81·10 gb)24,5gc)8,13·10 gd)32,8g
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
LamasadeNaOHcontenidaenladisoluciónes:
50mLNaOH45%1,46gNaOH45%1mLNaOH45%
45gNaOH
100gNaOH45%=32,8gNaOH
Larespuestacorrectaeslad.
5.40.¿Cuáleslafracciónmolardelaguaen200gdeetanoldel95%enmasa?a)0,05b)0,12c)0,60d)0,85
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
LafracciónmolardelH Oes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 233
5gH O1molH O18gH O
95gC H OH1molC H OH46gC H OH +5gH O
1molH O18gH O
=0,12
Larespuestacorrectaeslab.
5.41. La concentración media de los iones sodio ( ) en el suero sanguíneo esaproximadamentede3,4g· .¿Cuáleslamolaridaddelsueroconrespectoadichoion?a)0,15b)3,4c)6,8d)23
(O.Q.L.Murcia1999)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
3,4gNa1Lsuero
1molNa23gNa
=0,15M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.42.PorelanálisisdeunvinodeCalifornia,Cabernet‐Sauvignon,sesabequeéstetieneunaacidez totaldel0,66% enpeso.Suponiendoquedichaacidez sedebeúnicamentealácidoetanoicooacético, (M=60g· ),¿cuáles lanormalidad,respectoalácido,delvino?a)1,2·10 Nb)1,1·10 Nc)1,2·10 Nd)1,4·10 N
(Dato.Densidaddelvino=1,11g· )(O.Q.L.Murcia1999)
Tomandocomobasedecálculo100gdevinoyaplicandoelconceptodemolaridad:
0,66gCH COOH100gvino
1molCH COOH60gCH COOH
1,11gvino1cm3vino
103cm3vino1Lvino
=1,2·10 M
Larelaciónentremolaridadynormalidades:
Normalidad=Molaridad·valencia
Lavalenciaenunácidovienedadaporelnúmeroprotonesqueescapazdeceder.Enelcasodelácidoacético,CH COOH:
CH COOH(aq)+H O(l)CH COO (aq)+H O (aq) (1)
Lavalenciaes1,portantolanormalidadeslamismaquelamolaridad.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 234
5.43.¿Quémasadesulfatodeamonioyhierro(II)hexahidrato(demasamolecularrelativa392)esnecesariaparaprepararunlitrodedisolución0,05Mconrespectoalionhierro(II),
(aq)?a)1,96gb)2,80gc)14,2gd)19,6ge)28,0g
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Madrid2011)
El NH Fe SO 6H Oesla“saldeMohr”.Laecuacióncorrespondienteasudisociacióniónicaes:
NH Fe SO 6H O(aq)2NH (aq)+Fe (aq)+2SO (aq)+6H O(l)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
1LFe 0,05M0,05molFe1LFe 0,05M
=0,05molFe
0,05molFe1mol NH Fe SO 6H O
1molFe=0,05mol NH Fe SO 6H O
0,05mol NH Fe SO 6H O392g NH Fe SO 6H O1mol NH Fe SO 6H O
=19,6g
Larespuestacorrectaeslad.
5.44. Si semezclan volúmenes iguales de disoluciones de sulfato de potasio y cloruro depotasio,ambas0,1M,yconsideramos losvolúmenesaditivos, laconcentraciónen de lanuevadisoluciónserá:a)0,15Mb)0,2Mc)0,3Md)NosepuedecalcularsinconocerV.
(O.Q.L.Murcia2000)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK SO es:
K SO (aq)2K (aq)+SO (aq)
ElnúmerodemolesdeK contenidosenVLdedisoluciónes:
VLK2SO40,1M0,1molK2SO41LK2SO40,1M
2molK
1molK2SO4=0,2VmolK
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelKCles:
KCl(aq)Cl (aq)+K (aq)
ElnúmerodemolesdeK contenidosenVLdedisoluciónes:
VLKCl0,1M0,1molKCl1LKCl0,1M
1molK1molKCl
=0,1VmolK
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 235
0,2V+0,1V molKV+V Ldisolucion
=0,15M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.45. Una disolución acuosa de ácido sulfúrico al 40% en peso tiene una densidad de1,3g· .Sunormalidades:a)10,6b)46,4c)23,2d)20,8
(O.Q.L.Murcia2000)(O.Q.L.Murcia2001)
Tomandocomobasedecálculo100gdedisoluciónyaplicandoelconceptodemolaridad:
40gH SO100gdisolucion
1molH SO98gH SO
1,3gdisolucion1cm3disolucion
10 cm3disolucion1Ldisolucion
=5,3M
Larelaciónentremolaridadynormalidades:
Normalidad=Molaridad·valencia
Lavalenciaenunácidovienedadaporelnúmeroprotonesqueescapazdeceder.Enelcasodelácidosulfúrico,H SO :
H SO (aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq)
Lavalenciaes2,portantolanormalidades:
N=5,3·2=10,6
Larespuestacorrectaeslaa.
5.46.SedisponededosdisolucionesAyB.LadisoluciónAcontiene6,00gde en1kgde y la disolución B está formada por 6,00 g de y 1 kg de .A 20°C, ladensidaddeladisoluciónAesmenorqueladensidaddeladisoluciónB.Indiquecuáldelassiguientesproposicionesrelativasaestasdisolucionesescierta:a)LasdisolucionesAyBtienenlamismamolaridad.b)Ambasdisolucionestienenlamismamolalidad.c)Lasfraccionesmolaresde enAyBsoniguales.d)Elporcentajede esdiferenteenAyB.
(O.Q:L.Canarias2000)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Asturias20003)
Ambasdisolucionescontienenigualmasadesoluto(m )yportanto,molesdesoluto(n),idéntica masa de disolución (m ) y de disolvente (m ), y además, respecto de lasdensidades,expresadasenkg/L,secumplequeρ <ρ .
a)Falso.SiM =M :
M =nmolCH OH
m kgA 1LAρ kgA
M =nmolCH OH
m kgB 1LBρ kgB
MM
=ρρ
Comoρ <ρ secumplequeM <M .
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 236
b)Verdadero.Sim =m :
m =nmolCH OH
m kgdisolvente
m =nmolCH OH
m kgdisolvente
=
c)Falso.Six =x :
x =nmolCH OH
nmolCH OH+10 gH2O1molH2O18gH2O
x =nmolCH OH
nmolCH OH+10 gCCl41molCCl4154gCCl4
xx=
n+1000154
n+100018
<1
Como se observa, la disolución cuyo disolvente tiene mayor masa molar (CCl4) tienemayorfracciónmolar.
d)Falso.Si%CH OH(A)%CH OH(B):
%A=m gCH3OH
m gdisolución100
%B=m gCH3OH
m gdisolución100
%A%B
=1
Comoseobserva,%CH3OH(A)=%CH3OH(B).
Larespuestacorrectaeslab.
(EnAsturias2003laspropuestassona)Todos;b)2;c)1y3;d)2y4).
5.47.Sepreparandosdisolucionesdeunsolutonoelectrólitoynovolátil,una,llamadaAal2% en masa, y otra, llamada B al 4% en masa. Suponiendo que la densidad de lasdisoluciones es próxima a 1, ¿cuál de las siguientes proposiciones es falsa suponiendo uncomportamientoideal?a)LamolalidadenBeslamitadqueenA.b)LatemperaturadecongelacióndeAesmayorqueladeB.c)LapresiónosmóticadeAesmenorqueladeB.d)LapresióndevapordeAesmayorqueladeB.
(O.Q.L.Canarias2000)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
a)Falso.Tomandocomobasedecálculo100gdedisolución,lamolalidaddecadaunadelasdisolucioneses:
mA=2gX
98gH O1molXMgX
103gH O1kgH O
=20,4M
mB=4gX
96gH O1molXMgX
103gH O1kgH O
=41,7M
Relacionandoambosvaloressetieneque:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 237
mB
mA=41,7/M20,4/M
=2,04
b)Falso.Lavariaciónenlatemperaturadecongelación,ΔT ,deunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Sisetratadeunsolutonoiónico(=0),laexpresiónanteriorsesimplificacomo:
ΔT =k m
El mayor descenso en la temperatura de congelación se produce en la disolución queposea mayor concentración molal, que como se ha visto en el apartado anterior es ladisoluciónB.
c)Verdadero.Tomandocomobasedecálculo100gdedisolución, lamolaridaddecadaunadelasdisolucioneses:
MA=2gX
100gdisolucion1molXMgX
1gdisolucion1mLdisolucion
103mLdisolucion1Ldisolucion
=20M
MB=4gX
100gdisolucion1molXMgX
1gdisolucion1mLdisolucion
103mLdisolucion1Ldisolucion
=40M
Endisolucionesdiluidas,lapresiónosmóticasecalculamediantelaexpresión:
π=MRT 1+α n 1
R=constantedelosgasesM=concentracionmolarα=gradodedisociacionionican=numerodeionesT=temperatura
Suponiendo que se trata de disoluciones acuosas con un soluto no iónico ( = 0), laexpresiónsesimplificacomo:
π=MRT
Lamayorpresiónosmótica correspondea ladisoluciónqueposeamayor concentraciónmolar,quecomosehavistoesladisoluciónB.
d)Falso.DeacuerdoconlaleydeRaoult,lapresióndevapordeunadisoluciónsecalculadeacuerdoconlaecuación:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
Ladisoluciónquetienemenorporcentajedesoluto,ladisoluciónA,eslaquetienemenorfracciónmolardesoluto.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 238
5.48.Partiendode496gdeclorurodesodio,sedeseaprepararunadisolución0,25molal.¿Cuántoskgdeaguadeberánañadirsealrecipientequecontienelasal?a)0,030kgb)2,0kgc)8,5kgd)34kg
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
Aplicandoelconceptodemolalidad:
496gNaCl1molNaCl58,5gNaCl
1kgH O
0,25molNaCl=33,9kg
Larespuestacorrectaeslad.
5.49.Lasdimensionesdelatensiónsuperficialson:a)Presiónporunidaddeárea.b)Energíaporunidaddeárea.c)Fuerzaporunidaddeárea.d)Energíaporvolumen.e)Fuerza·Presiónporunidaddeárea.
(O.Q.N.Barcelona2001)
Latensiónsuperficial,σ,sedefinecomo:
σ=Fl
Susdimensionesson:
[σ]=MLT 2
L=MT 2
Lasdimensionesdelasmagnitudespropuestasson:
MagnitudpS=
F
S2
ES=Fl
FS
EV=FS
FpS=F2
S2
Dimensiones ML T MT ML T ML T M L T
Larespuestacorrectaeslab.
5.50.Si sedisuelven75,0gdeglucosa ( )en625gdeagua, la fracciónmolardelaguaenladisoluciónes:a)0,120b)0,416c)0,011d)0,989e)1,00
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.CastillayLeón2006)(O.Q.L.Asturias2009)(O.Q.L.Córdoba2010)
Aplicandoelconceptodefracciónmolar:
xagua=625gH2O
1molH2O18gH2O
625gH2O1molH2O18gH2O
+75gC6H12O61molC6H12O6180,2gC6H12O6
=0,988
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 239
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón1999).
5.51.Eletanolcomercialsevendecomounazeótropoquecontiene4%envolumendeagua,porestarazónseleconocecomoalcoholde96°(96%envolumendeetanol).Siladensidaddelamezclaesde0,815g· yladelaguaes1,000g· ,lafracciónmolardelaguaenestamezclaserá:a)0,096b)0,117c)0,680d)0,753
(O.Q.L.Murcia2001)
Tomandocomobasedecálculo100cm dedisolución,lamasadecadacomponentees:
100cm3disolucion0,815gdisolucion1cm3disolucion
=81,5gdisolucion
100cm3disolucion4cm3H O
100cm3disolucion1gH O1cm3H O
=4,0gH O
81,5gdisolución–4gH2O=77,5gC H OH
Aplicandoelconceptodefracciónmolar:
xagua=4,0gH2O
1molH2O18gH2O
4,0gH2O1molH2O18gH2O
+77,5gC H OH1molC H OH46gC H OH
=0,117
Larespuestacorrectaeslab.
5.52. Las disoluciones de sacarosa (azúcar común) se utilizan para la preparación dealmíbar. En un laboratorio de una industria conservera se está probando un jarabe quecontiene 17,1 g de sacarosa ( ) y 100 de agua. Si la densidad de estadisolución,a20°C,es1,10g· ,¿cuálessumolaridad?a)0,469Mb)0,500Mc)4,69Md)5,00M
(O.Q.L.Murcia2001)
SuponiendoqueladensidaddelH2Oa20°Ces1g·cm ,entonceslamasaempleadaenladisoluciónes100gylamasatotaldedisoilución117,1g.
Aplicandoelconceptodemolaridad:
17,1gC H O117,1gdisolucion
1molC H O342gC H O
1,10gdisolucion1cm3disolucion
103cm3disolucion1Ldisolucion
=0,469M
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 240
5.53.¿Cuáleslamolalidaddeunadisoluciónacuosaenlaquelafracciónmolardesolutoes0,1?a)0,010b)6,17c)0,610d)0,100
(O.Q.L.Asturias2001)(O.Q.L.Asturias2005)
Silafracciónmolardesolutoes0,1quieredecirqueladisolucióncontiene0,1molesdesolutoporcada0,9molesdeagua.Aplicandoelconceptodemolalidad:
m=0,1molsoluto
0,9molH2O18gH2O1molH2O
1kgH2O1000gH2O
=6,17
Larespuestacorrectaeslab.
5.54. ¿Cuál de los siguientes compuestos químicos se preferirá como anticongelanteempleandoigualmasadelmismoparalamismacandaddedisolvente?
1)Etanol 2) (glicerina)3)Glucosa 4) (etilenglicol)
a)Todosigualb)Sólo2c)Sólo1d)Sólo3
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Lavariaciónenlatemperaturadecongelación,ΔT ,deunadisoluciónconunsolutonoiónicoynovolátilsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m
siendok laconstantecrioscópicadelaguaymlaconcentraciónmolaldeladisolución.
La disolución que tenga mayor concentración molal será la tenga una temperatura decongelaciónmásbaja.
Lamolalidaddeladisoluciónes:
m=xgsolutoXykgH O
1molXMgX
=xyM
La disolución que contenga el soluto con menor masa molar M será la tenga mayorconcentraciónmolal.Observandolasiguientetabla:
soluto M/g· Etanol( ) 46Glicerina(C H O ) 92Glucosa(C H O ) 180Etilenglicol(C H O ) 62
Elsolutomásadecuadoeseletanol.
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1996).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 241
5.55. Se sabe que el consumo de 44 g de etanol produce una concentración promedio dealcoholensangrede0,08g/100mLsangre.Sielvolumentotaldesangredeunadultoesde7,0L,seproponecomoporcentajedealcoholingeridoqueseencuentraenlasangre:a)0,08%b)1,3%c)13%d)100·(44/46)=96%(Dato.Masamolardeletanol=46g)
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Suponiendoqueladensidaddelasangrees1g/mL,elporcentajedeetanolensangrees:
0,08getanol100mLsangre
1mLsangre1gsangre
=0,08%
Larespuestacorrectaeslaa.
5.56.Cuáldeellosvariaráalmodificarlatemperaturasiseexpresalaconcentracióndeunadisoluciónacuosaen:a)Molaridadb)Molalidadc)Fracciónmolard)%enpeso
(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Laconcentracióndeunadisoluciónexpresadacomo:
a)Molaridad=molessolutoLdisolucion
Varía al modificar la temperatura ya que el volumen de la disolución cambia con latemperatura.
b)Molalidad=molessolutoLdisolucion
No varía al modificar la temperatura ya que la masa (moles) de soluto y la masa dedisolventepermaneceninvariablesalcambiarlatemperatura.
c)FraccionMolar=molessoluto
molessoluto+molesdisolvente
Novaríaalmodificar la temperaturayaque lasmasas(moles)desolutoydedisolventepermaneceninvariablesalcambiarlatemperatura.
d)%peso=gsoluto
gdisolucion100
No varía al modificar la temperatura ya que las masas de soluto y de disolventepermaneceninvariablesalcambiarlatemperatura.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 242
5.57.Siunadisoluciónacuosatieneunatemperaturadeebulliciónde100,15°C,¿cuálserásutemperaturadecongelaciónsuponiendocomportamientoideal?a)‐0,54°Cb)‐0,15°Cc)0,15°Cd)0,54°C(Datos.Cte.crioscópica=1,86;cte.ebulloscópica=0,512ambasensusunidadesrespectivas)
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Lastemperaturasdeebullición/congelacióndeunadisoluciónquecontieneunsolutonoiónicoynovolátilsecalculanmediantelaexpresión:
ΔT=k m
siendoklaconstanteebulloscópicaocrioscópicadelaguaymlaconcentraciónmolaldeladisolución.
Latemperaturadeebulliciónpermitecalcularlamolalidaddeladisolución:
100,15100 °C=0,512°C·kgmol
mm=0,288molkg
Latemperaturadecongelacióndeestamismadisoluciónes:
0t °C=1,86°C·kgmol
0,288molkg
t =‐0,54°C
Larespuestacorrectaeslaa.
5.58. ¿Cuántos moles de deben añadirse a 500 mL de agua para obtener unadisolucióndeconcentración2molardeionessodio?Supongaqueelvolumendeladisoluciónnocambia.a)0,5molesb)1molc)2molesd)4molese)5moles
(O.Q.N.Oviedo2002)(O.Q.L.Baleares2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNa SO es:
Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
xmolNa SO 0,5Ldisolucion
2molNa
1molNa2SO4=2Mx=0,5mol
Larespuestacorrectaeslaa.
5.59.50mLdeunadisolucióndehidróxidodepotasio( =56)quetieneunadensidadde1,46g/mLydel45%enmasacontienelossiguientesgramosdehidróxidodepotasio:a)1,81·10 b)24,5c)8,13·10 d)32,8
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 243
Apartirdelconceptodeporcentajeenmasa:
50mLKOH45%1,46gKOH45%1mLKOH45%
45gKOH
100gKOH45%=32,9gKOH
Larespuestacorrectaeslad.
5.60. Se quieren preparar 2 litros de disolución de ácido clorhídrico del 36% en peso ydensidad1,18g· ,disolviendo clorurodehidrógeno enagua. ¿Cuántos litrosdedichogas,medidosencondicionesnormales,senecesitarán?(Elclorurodehidrógenoesungasmuysolubleenagua)a)521,40Lb)2Lc)1227,39Ld)164,3L
(O.Q.L.Murcia2002)
ElnúmerodemolesdeHClnecesariosparaprepararladisoluciónes:
2LHCl36%103cm3HCl36%1LHCl36%
1,18gHCl36%1cm3HCl36%
36gHCl
100gHCl36%1molHCl36,5gHCl
=23,3molHCl
Teniendoencuentaqueelvolumenmolardeungasencondicionesnormaleses22,4L,elvolumendegasnecesarioparaprepararladisoluciónes:
23,3molHCl22,4LHCl1molHCl
=521,4LHCl
Larespuestacorrectaeslaa.
5.61.Unadeterminadamasademetanolproducemayordescensodelpuntodecongelaciónenunamasadeterminadadeaguaquelamismacantidaddealcoholetílico,debidoaqueelmetanol:a)Tienemenormasamolecular.b)Esmássolubleenagua.c)Tienemayorpuntodeebullición.d)Tienemenorpuntodecongelación.
(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Lavariaciónenlatemperaturadecongelación,ΔT ,deunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Tantoeletanolcomoelmetanolsonlossolutosnoiónicos(=0),porloquelaexpresiónanteriorsesimplificacomo:
ΔT =k m
El mayor descenso en la temperatura de congelación se produce en la disolución queposeamayorconcentraciónmolal.
Si se disuelvenmasas iguales de soluto enmasas iguales de agua, por ejemplo, 1 g desoluto en 1 kg de H O, las concentraciones molales de las disoluciones son,respectivamente:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 244
m =1gC H OH1kgH O
1molC H OH46gC H OH
=146
mCH3OH=1gCH OH1kgH O
1molCH OH32gCH OH
=132
Como se observa, lamolalidad esmayor en la disolución que contiene el soluto conmenormasamolar,metanol.
Larespuestacorrectaeslaa.
5.62. Aunque normalmente no se indica, ¿cuál es la unidad correcta para expresar lasconstantescrioscópicasyebulloscópicas?a)°C/molb)°C·mol/kgc)°C·kg/mold)Ningunadelasanterioresescorrecta.
(O.Q.L.Baleares2002)
Lavariaciónen latemperatura,porejemplo,decongelación(ΔT )deunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Sisetratadeunsolutonoiónico(=0),laexpresiónanteriorsesimplificacomo:
ΔT =k m
Elvalordelaconstantees:
k =ΔT m
Lasunidadesdelaconstanteson:
k =°C
mol·kg=°C·kgmol
Larespuestacorrectaeslac.
5.63.A50°C lapresiónde vapordel benceno esde271mmHg y lade la acetona es603mmHg.Lapresióndevapordeunamezcladeestassustanciasalamismatemperaturaenlaquelamasadebencenoeseldoblequeladeacetonaserá:a)378mmHgb)437mmHgc)404mmHgd)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Baleares2002)
Lapresiónparcialqueejerceelvaporprocedentedeunlíquidoenunamezcla,secalculamediantelaexpresión:
p =p ° x p =presiónparcialdelcomponenteip °=presióndevapordelcomponenteipurox =fracciónmolardelcomponenteienlafaselíquida
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 245
Suponiendo que se mezclan 20 g de C H y 10 g de C H O, las presiones parcialesrespectivasson:
p =271mmHg20gC H
1molC H78gC H
20gC H1molC H78gC H +10gC H O
1molC H O58gC H O
=162,0mmHg
p =603mmHg10g10gC H O
1molC H O58gC H O
20gC H1molC H78gC H +10gC H O
1molC H O58gC H O
=242,4mmHg
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
ptotal=p +p =(162,0+242,4)mmHg=404,4mmHg
Larespuestacorrectaeslac.
5.64.Seformaunadisoluciónadicionando50mLdeaguaa150mLdedisolución0,10Mdeamoníaco.¿Cuáleslaconcentracióndelanuevadisolución?a)0,1Mb)0,1Nc)0,085Md)0,075M
(O.Q.L.Asturias2002)
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
0,150Ldisolucion0,10molNH1LDisolucion
0,050+0,150 Ldisolucion=0,075M
Larespuestacorrectaeslad.
5.65.Lapresióndevapordeunadisolucióndeclorurodesodioenagua,aunadeterminadatemperaturaes:a)Igualalapresióndevapordelaguaadichatemperatura.b)Menorquelapresióndevapordelaguaaesatemperatura.c)Proporcionalalapresióndevapordelclorurodesodioaesatemperatura.d)Proporcionalalpuntodefusióndelclorurodesodio.e)Proporcionalalamolalidaddeladisolución.
(O.Q.N.Tarazona2003)
De acuerdo con la ley de Raoult, la presión de vapor de una disolución se calcula deacuerdoconlaecuación:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
a) Falso. Como se observa en la expresión anterior, ambas presiones de vapor sondiferentes.
b)Verdadero.Comoseobservaenlaexpresiónanterior,p<p°.
c)Falso.Lapresióndevapordelsólidonotienenadaqueverconlapresióndevapordeladisolución.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 246
d)Falso.Latemperaturadefusióndelsólidonotienenadaqueverconlapresióndevapordeladisolución.
e)Falso.Comoseobservaenlaexpresiónanterior,lapresióndedevapordeladisoluciónesproporcionalalafracciónmolardelsoluto.
Larespuestacorrectaeslab.
5.66.Enel laboratorio,avecesseutilizaunbañodeaguahirviendoen lugardeuna llamaparacalentar.¿Cuáldelassiguientescausaspuedeserlaventajadesuutilización?a)Lacapacidadcaloríficarelativamentebajadelaguaharáqueelcontenidosecalientemásrápidamente.b) La densidad relativamente alta del agua hará que el contenido se caliente másrápidamente.c)Elvolumendeaguadurantelaebulliciónpermanececonstante.d)Latemperaturadelaguadurantelaebulliciónpermanececonstantea100°C.e)Lapresióndevapordelaguahirviendoesigualacero.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.Larapidezconquesecalienteelaguanoesunaventaja.
b)Falso.Ladensidaddelaguanotienenadaqueverconlarapidezconquelaqueéstasecalienta.
c) Falso. El volumen de agua desciende durante el calentamiento ya que el agua seevapora.
d)Verdadero.Como laebulliciónse realizaenunrecipienteabierto la temperaturadelaguapermanececonstante.
e)Falso.Lapresióndevapordelaguahirviendoa100°Ces760mmHg.
Larespuestacorrectaeslad.
5.67.Sedeseaprepararunadisoluciónenlaquelaconcentracióndelion sea0,25Mysedisponede500mLdeunadisoluciónde 0,20M. ¿Qué volumendedisoluciónde
0,30Mhabríaqueañadir?a)250mLb)35,70mLc)71,40mLd)142,80mL
(O.Q.L.Murcia2003)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelKNO3es:
KNO (aq)K (aq)+NO (aq)
ElnúmerodemmolesdeNO contenidosenladisoluciónes:
500mLKNO 0,2M0,2mmolKNO1mLKNO 0,2M
1mmolNO1mmolKNO
=100mmolNO
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCa NO es:
Ca NO (aq)Ca (aq)+2NO (aq)
ElnúmerodemmolesdeNO contenidosenVLdedisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 247
VmLCa NO 0,3M0,3mmolCa NO1mLCa NO 0,3M
2mmolNO
1mmolCa NO=0,6VmmolNO
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
100+0,6V mmolNO500+V mLdisolucion
=0,25MV=71,4mL
Larespuestacorrectaeslac.
5.68.¿Quévolumendeunadisolución0,2Mcontiene3,5molesdesoluto?a)17,5mLb)17,5Lc)15,7 d)7,0mL
(O.Q.L.Murcia2003)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
3,5molsoluto1Ldisolucion0,2molsoluto
=17,5Ldisolución
Larespuestacorrectaeslab.
5.69.Sedisponedeunadisoluciónacuosadehidróxidodesodioal20%enmasa.Lafracciónmolardesolutoes:a)0,10b)0,20c)0,18d)1,43
(O.Q.L.Murcia2003)
Tomando comobasede cálculo100gdedisolucióny aplicandoel conceptode fracciónmolar:
xNaOH=20gNaOH
1molNaOH40gNaOH
20gNaOH1molNaOH40gNaOH +80gH2O
1molH2O18gH2O
=0,101
Larespuestacorrectaeslaa.
5.70.Sihacen falta18,5molesde tetracloroetileno ( )dedensidad1,63g· , ¿quévolumendeestelíquidoseránecesariotomar?a)30,22mLb)11,33mLc)5,01Ld)1,88L
(O.Q.L.Murcia2003)
Aplicandoelconceptodedensidad:
18,5molC2Cl4166gC2Cl41molC2Cl4
1mLC2Cl41,63gC2Cl4
1LC2Cl4
10 mLC2Cl4=1,88LC2Cl4
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 248
5.71.Cuandounadisoluciónacuosasehacemuydiluida,¿cuáldelassiguientesproposicionesesfalsa?a)Lamolalidadesproporcionalalafracciónmolar.b)Lamolalidadesprácticamenteigualalamolaridad.c)Lamolaridadesmayorquelamolalidad.d)Ladensidadtiendeauno.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a)Verdadero.Teniendoencuentaque:
Molalidad=molessolutoLdisolucion
FraccionMolar=molessoluto
molessoluto+molesdisolvente
Elnumeradordeambaseselmismo,portantosiaumentalamolalidaddebeaumentarlafracciónmolar.
b‐d)Verdadero.Teniendoencuentaque:
Molaridad=molessolutoLdisolucion
Molalidad=molessolutoLdisolucion
Siladisoluciónesmuydiluidaquieredecirquecontienepocosolutoymuchodisolventeporloquesudensidadesligeramentemayorqueladelagua(1kg·L ).
c) Falso. El número de litros de disolución siempre esmayor que el número de kg dedisolvente.
Larespuestacorrectaeslac.
5.72.¿Quévolumendeunadisoluciónconcentrada8MdeHClhayqueutilizarparapreparar3Ldeunadisoluciónde2MdeHCl?a)750mLb)1333,3mLc)2250mLd)1666,6mL
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
3LHCl2M2molHCl1LHCl2M
1LHCl8M8molHCl
103mLHCl8M1LHCl8M
=750mLHCl8M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.73.Elpuntodefusióndeunadisoluciónacuosade 0,05mes ‐0,19°C.¿Cuálde lassiguientesecuacionesrepresentamejorloquesucedealdisolverse (s)enagua?a) (s) (aq)b) (s) (aq)+ (aq)c) (s) (aq)+ (aq)+ (aq)d) (s) (aq)+ (aq)+ (aq)e) (s) (aq)+ (aq)
Dato. (agua)=1,86°C·kg· (O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Latemperaturadefusióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 249
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
ComoelKHSO4esuncompuestoqueseencuentratotalmenteionizado,(1),elvalordenproporcionarálaecuacióndedisociacióniónicacorrecta.
0(‐0,19)°C=1,86°C·kgmol
0,05molkg
1+1(n1) n=2
a)Nohayiones,n=1
b‐e)Seformandosiones,n=2
c‐d)Seformantresiones,n=3
Hay que descartar la ecuación e) ya que el KHSO es una sal ácida y en la disociaciónpropuestaseformanionesOH conloquemedioseríabásico.
Larespuestacorrectaeslab.
5.74.A lapresiónatmosférica, la solubilidaddeloxígenoenaguaa25°Ces8,32mg/L.Lasolubilidada50°Cymismapresiónserá:a)Lamisma.b)Podríavaler7mg/L.c)Mayorde8,32mg/Lperomenorde16,64mg/L.d)Alrededorde16,64mg/L.
(O.Q.L.Murcia2004)
La solubilidad de un gas en agua desciende al aumentar la temperatura. La curva desolubilidaddelO enfuncióndelatemperaturaes:
a‐c‐d)Falso.Lasolubilidaddelgasdisminuyealaumentarlatemperatura.
b)Verdadero.Lasolubilidada50°Cdebesermenorquea25°C.
Larespuestacorrectaeslab.
5.75. Si semezcla cierto volumenVdedisolución2,5Mde cloruro sódico con eldobledevolumendelamismadisolución,ladisolucióndeclorurosódicoresultanteserá:a)7,5Mb)5Mc)2,5Md)Esnecesarioespecificarlosvolúmenes.
(O.Q.L.Murcia2004)(O.Q.L.Murcia2012)
Solubilidad vs. Temperatura (1 atm)
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0 20 40 60 80
T(ºC)
solu
bilid
ad (
g O
2/10
0 g
H2O
)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 250
Teniendoencuentaquesemezclandosporcionesdiferentesdeunamismadisoluciónlaconcentración molar de la disolución resultante es la misma que las disolucionesmezcladas.
Larespuestacorrectaeslac.
(Enlacuestiónpropuestaen2012semezclanvolúmenesiguales).
5.76.Sólounadelassiguientesafirmacionesesfalsa:a)Lapresióndevapordeldisolventeenunadisoluciónesigualaladeldisolventepuro.b)Unlíquidohiervecuandosupresióndevaporesigualalapresiónatmosférica.c)Eldescensocrioscópicoesproporcionalalamolalidad.d)Elascensoebulloscópicoesproporcionalalamolalidad.
(O.Q.L.Baleares2004)
a)Falso.DeacuerdoconlaleydeRaoult,lapresióndevapordeunadisoluciónsecalculadeacuerdoconlaecuación:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
b) Verdadero. Un líquido hierve cuando su presión de vapor se iguala a la presiónatmosférica.
c‐d)Verdadero.Lavariaciónenlatemperaturadecongelacióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Larespuestacorrectaeslaa.
5.77.¿Cuáldelassiguientesafirmacionessobreelestadocoloidalesfalsa?a)Eltamañode laspartículascoloidaleses intermedioentre lasdisolucionesverdaderasylassuspensiones.b)Elsolutodeuncoloidepuedeserunsólido,unlíquidooungas.c)Elsolutodeuncoloidenormalmentesedimentaconeltiempo.d)Loscoloidesproduceneldenominado“efectoTyndall”.
(O.Q.L.Baleares2004)
a) Verdadero. Las partículas coloidales tienen un tamaño intermedio entre lasdisolucionesverdaderasylassuspensiones.
b)Verdadero.Enuncoloideelsolutopuedetenercualquierestadodeagregación.
c) Falso. Las partículas de soluto del coloide se mantienen unidas mediante fuerzasintermolecularesquesóloserompenmediantecalentamientoconloquedichaspartículassedimentan.
d)Verdadero.Loscoloidesproducenel“efectoTyndall”queconsisteenladispersióndelaluz por las partículas coloidales que se hacen visibles como puntos brillantes sobre unfondooscuro
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 251
5.78.Sedisponedeunácidosulfúricodel93%ydensidad1,9g/ ysedeseapreparar0,4Ldisolucióndeconcentración1M.¿Quécantidaddelácidosulfúricosenecesita?a)22,2 b)39,2 c)55,5 d)111
(O.Q.L.Baleares2004)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
0,4LH SO 1M1molH SO1LH SO 1M
98gH SO1molH SO
=39,2gH SO
Comosedisponedeunadisoluciónderiqueza93%ydensidad1,9g/cm ,elvolumendenecesarioes:
39,2gH SO100gH SO 93%
93gH SO1cm H SO 93%1,9gH SO 93%
=22,2 93%
Larespuestacorrectaeslaa.
5.79.Enunvolumende20 deunadisolucióndeNaOH2Mhay:a)1,6gdeNaOHb)0,04gdeNaOHc)0,08gdeNaOHd)3,2gdeNaOH
(O.Q.L.Madrid2004)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
20cm NaOH2M2molNaOH
1000cm NaOH2M40gNaOH1molNaOH
=1,6gNaOH
Larespuestacorrectaeslaa.
5.80. ¿Cuáles son las concentracionesde los ionesaluminio y sulfato enunadisolucióndesulfatodealuminio0,0165M?a)0,0330My0,0495Mrespectivamenteb)0,0365My0,0409Mrespectivamentec)0,0495My0,0330Mrespectivamented)0,0550My0,0335Mrespectivamente
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelAl SO es:
Al SO (aq)2Al (aq)+3SO (aq)
Lasconcentracionesiónicasendisoluciónson:
0,0165molAl SO1Ldisolucion
2molAl
1molAl SO=0,0330M
0,0165molAl SO1Ldisolucion
3molSO
1molAl SO=0,0495M
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 252
5.81.Calcula lamolaridaddeunácidosulfúricocomercialal98%enpesoydensidad1,84g/mL.a)15,8Mb)20,9Mc)13,8Md)18,3M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)(O.Q.L.CastillayLeón2005)(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Tomandocomobasedecálculo100gdedisoluciónyaplicandoelconceptodemolaridad:
98gH SO100gdisolucion
1molH SO98gH SO
1,84gdisolucion1mLdisolucion
103mLdisolucion1Ldisolucion
=18,4M
Larespuestacorrectaeslad.
(En2005y2006seproponeácidocomercialdel93,64%ydensidad1,83g/mL).
5.82. Una disolución acuosa de ácido sulfúrico del 34,5% de riqueza enmasa tiene unadensidadde1,26g/mL.¿Cuántosgramosdeácidosulfúricosenecesitanparaobtener3,22Ldeestadisolución?a)1,20·10 gb)822gc)135gd)1,4·10 ge)1,4·10 g
(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Aplicandoelconceptodeporcentajeenmasa:
3220mLH SO 34,5%1,26gH SO 34,5%1mLH SO 34,5%
34,5gH SO
100gH SO 34,5%=1,4·103g
Larespuestacorrectaeslad.
5.83.¿Quémasade ,expresadaengramos,debeañadirsea250mLdeunadisoluciónde 0,25Mparaobtenerunanuevadisolución0,40M?a)9,5gb)6,0gc)2,2gd)3,6ge)19g
(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.L.Asturias2008)(O.Q.L.Baleares2011)
LamasadeMgCl quecontieneladisoluciónoriginal:
250mLMgCl 0,25M0,25molMgCl
1000mLMgCl 0,25M95,3gMgCl1molMgCl
=5,96gMgCl
Suponiendoque laadicióndemássolutonoafectaalvolumendedisolución, lamasadeMgCl quecontieneladisoluciónfinales:
250mLMgCl 0,40M0,40molMgCl
1000mLMgCl 0,40M95,3gMgCl1molMgCl
=9,53gMgCl
Lamasadesolutoañadidaes:
9,53gMgCl (final)5,96gMgCl (inicial)=3,57g (añadido)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 253
Larespuestacorrectaeslad.
5.84.Unadisolucióndeanticongelanteconsisteenunamezclade39,0%deetanoly61%deagua, en volumen y tiene una densidad de 0,937 g/mL ¿Cuál es el volumen de etanol,expresadoenlitros,presenteen1kgdeanticongelante?a)0,37Lb)0,94Lc)0,65Ld)0,42Le)0,39L
(O.Q.N.Luarca2005)(O.Q.L.Baleares2011)
Aplicandoelconceptodeporcentajeenvolumen:
1kganticongelante1Lanticongelante
0,937kganticongelante
39Letanol100Lanticongelante
=0,42Letanol
Larespuestacorrectaeslad.
5.85.Unode los factoresdecontaminaciónde losríosesel factortérmico.Algunas industriasarrojan residuos a temperaturasmuy elevadas, lo que puede tener como consecuencia porejemplolamuertedemuchospecesporasfixia.Larazóndebeserque:a)Eloxígenodisminuyesusolubilidadalaumentarlatemperaturadeunadisolución.b)Eloxígenoaumentasusolubilidadalaumentarlatemperaturadeunadisolución.c)Unaumentodetemperaturaproduceunaumentodeacidezdelmedio.d)Alospeceslescuestamástrabajonadarenaguacaliente.
(O.Q.L.Murcia2005)
Deacuerdoconlagráfica,lasolubilidaddeun gas en agua disminuye al aumentar latemperatura. Por ese motivo el aguacaliente lleva menos O disuelto lo queprovocalamuertedelospeces.
Larespuestacorrectaeslaa.
5.86.Paraprepararunadisolución1Mdeuncompuestosólidomuysolubleenagua,¿quéseríanecesariohacer?a)Añadirunlitrodeaguaaunmoldecompuesto.b)Añadirunmoldecompuestoaunkgdeagua.a)Añadiraguaaunmoldecompuestohastacompletarunkgdedisolución.d)Disolverunmoldecompuestoen suficientecantidaddeaguaycompletarhasta1Ldedisolución.
(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2012)
a)Falso.Yaqueelvolumendeladisoluciónexcederíade1Lylamolaridadseríamenorque1.
b)Falso.Yaquedeesaformasetendríaunadisolucióncuyaconcentraciónes1m.
c) Falso. Un mol por kg de disolución no corresponde a ningún a forma conocida deconcentracióndeunadisolución.
Solubilidad vs. Temperatura (1 atm)
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0 20 40 60 80
T(ºC)
solu
bili
dad
(g O
2/1
00 g
H2O
)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 254
d)Verdadero.Yaqueeseeselprocedimientoadecuadoparapreparar1Ldedisolución1M.
Larespuestacorrectaeslad.
5.87.Sielaguadelmarsecongela,¿cuáleslacomposicióndeliceberg?a)Aguapura.b)Salpura.c)Aguaysaldisueltaenmuypequeñaproporción.d)Aguaysaldisueltaenunaproporciónmuyelevada.e)Aguaysaldisueltaconlamimsaconcentraciónqueenelaguadelmar.
(O.Q.L.Madrid2005)(O.Q.L.LaRioja2005)(O.Q.L.Madrid2011)
Teniendo en cuentaque el iceberg flota en el aguadebe sermenosdensoque esta, portantonodebecontenersalendisolución,esaguapura.
Larespuestacorrectaeslaa.
5.88.SisediluyeunlitrodeHCldel37%enmasaydensidad1,19g· hastaobtenerunácidodel25%,¿quémasadeaguadebeañadirse?a)660gb)120gc)570gd)300g
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
LamasadedisolucióndeHCladiluires:
1LHCl37%103mLHCl37%1LHCl37%
1,19gHCl37%1mLHCl37%
=1190gHCl37%
LamasadeHClquecontieneladisoluciónes:
1190gHCl37%37gHCl
100gHCl37%=440gHCl
LamasadedisolucióndeHClal25%quepuedeprepararseconelsolutoes:
440gHCl100gHCl25%
25gHCl=1760gHCl25%
LamasadeH Oaañadiraladisoluciónconcentradaes
1760gHCl25%1190gHCl37%=570gH2O
Larespuestacorrectaeslac.
5.89.Determinelamolaridaddeunadisoluciónpreparadacon2,5gde ylacantidadnecesariadeaguaparaobtener0,500Ldedisolución.a)0,045Mb)0,090Mc)5,0Md)1,3·10 Me)0,15M
(O.Q.L.Extremadura2005)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 255
2,5gCaCl0,5Ldisolucion
1molCaCl111gCaCl
=0,045M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.90.Unodelossiguientesconceptosnoescierto:a) Una disolución es diluida si contiene poco soluto y le falta mucho para llegar a lasaturación.b) A una temperatura dada, si una disolución no admitemás sustancia se dice que estásaturada.c)Unejemplodedisolucióndegasengaseselhidrógenodisueltoenpaladio.d)Elaguayelalcoholsedisuelvenbienelunoenelotro.
(O.Q.L.CastillayLeón2005)
a) Verdadero. La disolución es diluida si contienepoco soluto y, si además este esmuysoluble,será insaturadaporquetodavíanosehaalcanzadoel límitedesolubilidadaesatemperatura.
b)Verdadero.Ladisoluciónestásaturadayaquesehaalcanzadoellímitedesolubilidadaesatemperatura.
c)Falso.Ladisolucióndehidrógenoenpaladioesunejemplodedisolucióngas‐sólido.
d)Verdadero.Alcohol(sesuponeetanol)yaguasonsonmisciblesdebidoalaformacióndeenlacesdehidrógenoentrelasmoléculasdeambassustancias.
Larespuestacorrectaeslac.
5.91.Unadisoluciónacuosatiene6,00%enmasademetanolysudensidadesde0,988g/mL.Lamolaridaddelmetanolenestadisoluciónesa)0,189Mb)1,05Mc)0,05Md)0,85Me)1,85M
(O.Q.N.Vigo2006)
Tomando una base de cálculo de 100 g de disolución y aplicando el concepto demolaridad:
6gCH OH100gdisolucion
1molCH OH32gCH OH
0,988gdisolucion1mLdisolucion
103mLdisolucion1Ldisolucion
=1,85M
Larespuestacorrectaeslae.
5.92. Una disolución acuosa de cloruro de sodio empieza a congelar a ‐1,5°C. Calcule laconcentracióndelasalenestadisolución,expresadaenporcentajeenmasa.kf( )=1,86°C(mol ) a)3,9%b)4,0%c)4,5%d)4,7%e)4,8%
(O.Q.N.Vigo2006)
Latemperaturadecongelacióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 256
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
ComoelNaClesuncompuestoqueseencuentratotalmenteionizado,(1)deacuerdoconlaecuación:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq) n=2
Sustituyendo:
0 ‐1,5 °C=1,86°C·kgmol
mmolkg
1+1 21 m=0,403mol·kg 1
Cambiandolasunidadesdelaconcentración:
0,403molNaCl1kgH O
58,443gNaCl1molNaCl
1kgH O
103gH O=23,6gNaCl1000gH O
Aplicandoelconceptodeporcentajeenmasa:
23,6gNaCl23,6gNaCl+1000gH O
100=2,3%NaCl
No coincide ninguna de las respuestas, ya que no tienen en cuenta que se trata de unsolutoiónicoyportanto,n=2.
5.93.Sepreparaunadisoluciónidealmezclando20,5gdebenceno, ,y45,5gdetolueno,,a25°C.Sabiendoque laspresionesdevapordelbencenoy toluenoenestadopuroa
estatemperaturason95,1mmHgy28,4mmHg,respectivamente,laspresionesparcialesdelbencenoytoluenoenestadisoluciónson,respectivamente:a)95,1y28,4mmHgb)12,5y18,5mmHgc)85,5y15,5mmHgd)25,0y12,6mmHge)33,0y18,5mmHg
(O.Q.N.Vigo2006)
Lapresiónparcialqueejerceelvaporprocedentedeunlíquidoenunamezcla,secalculamediantelaexpresión:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
Sustituyendo:
p =95,1mmHg20,5gC H
1molC H78,114gC H
20,5gC H1molC H
78,114gC H +45,5gC H1molC H
92,141gC H
=33,0mmHg
p =28,4mmHg45,5gC H
1molC H92,141gC H
20,5gC H1molC H
78,114gC H +45,5gC H1molC H
92,141gC H
=18,5mmHg
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 257
5.94.Un vinagre tiene5,05% enmasadeácidoacético, , y sudensidad es1,05g/mL.¿Cuántosgramosdeácidohayenunabotelladevinagrede1L?a)0,100gb)0,050gc)50,5gd)208ge)53,0g
(O.Q.N.Vigo2006)
Aplicandoelconceptodeporcentajeenmasa:
103mLvinagre1,05gvinagre1mLvinagre
5,05gCH COOH100gvinagre
=53,0g
Larespuestacorrectaeslae.
5.95.Deunadisolución0,3Mdesulfatodeamoniosetoman100mLysediluyenhastaunvolumende500mL.Laconcentracióndeionesamoniodelanuevadisoluciónserá:a)0,6Mb)0,06Mc)0,12Md)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Murcia2006)
Laecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndel NH SO es:
NH SO (aq)2NH (aq)+SO (aq)
ElnúmerodemmolesdeNH contenidosenladisoluciónes:
100mL NH SO 0,3M0,3mmol NH SO1mL NH SO 0,3M
2mmolNH
1mmol NH SO=60molNH
Aplicandoelconceptodemolaridad:
60mmolNH500mLdisolucion
=0,12M
Larespuestacorrectaeslac.
5.96.Sisedisponede100mLdedisolución0,2Mdesulfatodeamoniosepuedeasegurarquehay:a)0,02molesdeionesamonio.b)0,2molesdeionessulfato.c)0,06molesdeiones(sulfato+amonio).d)0,4molesdeamonio.
(O.Q.L.Murcia2006)
Laecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndel NH SO es:
NH SO (aq)2NH (aq)+SO (aq)
Elnúmerodemolesdesolutocontenidosenladisoluciónes:
100mL NH SO 0,2M0,2mol NH SO
103mL NH SO 0,2M=0,02mol NH SO
Elnúmerodemolesdeionescontenidosenladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 258
0,02mol NH SO3moliones
1mol NH SO=0,06moliones
Larespuestacorrectaeslac.
5.97.Se tienen100mLdeunadisoluciónde0,5Mdeácidonítricoy sediluyenhasta1L.¿Cuálserálaconcentracióndelanuevadisolución?a)5Mb)1Mc)0,05Md)0,005M
(O.Q.L.Baleares2006)
ElnúmerodemolesdeHNO contenidosenladisoluciónoriginales:
100mLHNO 0,5M0,5molHNO
103mLHNO 0,5M=0,05molHNO
Aplicandoelconceptodemolaridad:
0,05molHNO1Ldisolucion
=0,05M
Larespuestacorrectaeslac.
5.98.¿Cuáleslaconcentracióndeiones enunadisoluciónformadaalmezclarde50,0mLde 0,100Mcon50,0mLde 0,500M?a)0,350Mb)0,700Mc)0,600Md)0,300M
(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.L.Córdoba2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK CrO es:
K CrO (aq)2K (aq)+CrO (aq)
ElnúmerodemmolesdeK contenidosenladisoluciónes:
50mLK CrO 0,100M0,1mmolK CrO
1mLK CrO 0,100M
2mmolK1mmolK CrO
=10mmolK
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK Cr O es:
K Cr O (aq)2K (aq)+Cr O (aq)
ElnúmerodemmolesdeK contenidosenladisoluciónes:
50mLK Cr O 0,500M0,5mmolK Cr O
1mLK Cr O 0,100M
2mmolK1mmolK Cr O
=50mmolK
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
10+50 mmolK50+50 mLdisolucion
=0,600M
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 259
5.99.¿CuáldelassiguientesproposicionesesVERDADERA?a)Unadisolucióndeácidofuerteessiempreconcentrada.b)Unadisoluciónsaturadaessiempreconcentrada.c)Unadisolucióndiluidapuedesersaturada.
(O.Q.L.LaRioja2006)
a) Falso. Un ácido fuerte es aquél que se encuentra completamente disociado en ionesiones,ysusdisolucionesacuosaspuedenserconcentradasodiluidas.
Que una disolución sea saturada depende de la solubilidad del soluto quecontenga
Que una disolución sea concentrada depende de la cantidad de soluto quecontenga.
b) Falso. Un solutomuy soluble, por ejemplo, NH NO , da lugar a disoluciones que sonsaturadasyalavezconcentradas.
c)Verdadero.Unsolutopocosoluble,porejemplo,Ca OH ,dalugaradisolucionesquesonsaturadasyalavezdiluidas.
Larespuestacorrectaeslac.
5.100. El volumen deNaOH 0,025M que se puede obtener a partir de 200,0mL de unadisolución0,1Mdelamismabasees:a)100mLb)50mLc)800mLd)400mL
(O.Q.L.Madrid2006)
ElnúmerodemmolesdeNaOHcontenidosenladisoluciónes:
200mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=20mmolNaOH
Elvolumendedisolucióndiluidaquesepuedeobtenerapartirdeesenúmerodemmoleses:
20mmolNaOH1mLNaOH0,025M0,025mmolNaOH
=800mLNaOH0,025M
Larespuestacorrectaeslac.
5.101.¿Cuáles lamolaridaddeunadisoluciónqueresultaalmezclar400mLdenitratodesodio2,5Mcon240 deunadisolucióndenitratodesodio3Myañadiendofinalmente800 deagua?a)1,72b)1,80c)0,84d)1,19
(O.Q.L.Asturias2006)
ElnúmerodemmolesdeNaNO contenidosencadadisoluciónes:
400mLNaNO 2,5M2,5mmolNaNO1mLNaNO 2,5M
=1000mmolNaNO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 260
240cm NaNO 3M3mmolNaNO1cm NaNO 3M
=720mmolNaNO
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
1000+720 mmolNaNO3400+240+800 cm disolucion
=1,19M
Larespuestacorrectaeslad.
5.102. ¿Cuál es la concentraciónde iones sulfatodeunadisoluciónde sulfatodealuminio0,10M?a)0,032Mb)0,10Mc)0,30Md)0,60M
(O.Q.L.Asturias2006)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelAl SO es:
Al SO (aq)2Al (aq)+3SO (aq)
Laconcentracióniónicaendisoluciónes:
0,10molAl SO1Ldisolucion
3molSO
1molAl SO=0,30M
Larespuestacorrectaeslac.
5.103.SedejaunadisolucióndeKClenunfrasco,enelque,porestarmalcerrado,alcabodeunassemanasseproduceunprecipitado.Ladisoluciónquehaysobreelprecipitadoes:a)Diluidab)Saturadac)Sobresaturadad)Insaturada
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Alestarelfrascomalcerradoseproducelaevaporacióndeaguayseformaunprecipitadoenfondo.Estosedebeaquesealcanzaellímitedesaturaciónadeterminadatemperatura.Sedicequeladisoluciónestásobresaturada.
Larespuestacorrectaeslac.
5.104.¿Cuáleslaconcentracióndeionescloruro, ,enunadisolución0,3Mde ?a)0,3molarb)0,1molarc)0,9molard)0,6molar
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelAlCl es:
AlCl (aq)Al (aq)+3Cl (aq)
Laconcentracióniónicaes:
0,3molAlCl1Ldisolucion
3molCl1molAlCl
=0,9M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 261
Larespuestacorrectaeslac.
5.105. ¿Cuáles de las siguientes disoluciones acuosas 10 M, tendrán la msimaconductividad?
1) (glucosa) 2)NaCl3) 4)
a)1y4b)2y3c)2,3y4d)Ninguna
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
Presentarán la misma conductividad las disoluciones que tengan el mismo número deiones(n).
Lasecuacionescorrespondientesalasdisociacionesiónicasproporcionanenvalorden.
1)C H O esuncompuestocovalentequenosedisociaeniones(=0) n=1
2)NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq) (1) n=2
3)Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq) (1) n=3
4)CH COOHesunácidodébilqueprácticamentenosedisociaeniones,(0) n=1
Larespuestacorrectaeslad.
5.106.Semezclan100mLdeunadisoluciónde 4Mcon500mLdeotradisolucióndel mismo compuesto, 0,2 M. Para que la concentración de iones Na+ en la disoluciónresultantesea0,08M,elvolumendeaguaquehabráqueañadires:a)5650mLb)14350mLc)9600mLd)10000mLe)11900mL
(O.Q.N.Córdoba2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNa SO es:
Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)
ElnúmerodemmolesdeNa contenidosencadadisoluciónes:
100mLNa SO 4M4mmolNa SO1mLNa SO 4M
2mmolNa
1mmolNa SO=800mmolNa
500mLNa2SO40,2M0,2mmolNa2SO41mLNa2SO40,2M
2mmolNa
1mmolNa2SO4=200mmolNa
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
800+200 mmolNa100+500+V mLdisolucion
=0,08mmolNamLdisolucion
V=11900mL
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 262
5.107.Calcula la concentraciónde iones enunadisolución formadapor lamezclade100,0mLde 0,100M,50,0mLdeNaCl0,200My200,0mLdeKCl0,050M.a)0,050Mb)0,020Mc)0,025Md)0,143M
(O.Q.L.Madrid2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelAlCl es:
AlCl (aq)Al (aq)+3Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
100mLAlCl 0,100M0,1mmolAlCl
1mLAlCl 0,100M3mmolCl1mmolAlCl
=30mmolCl
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNaCles:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
50mLNaCl0,200M0,2mmolNaCl
1mLNaCl0,200M1mmolCl1mmolNaCl
=10mmolCl
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelKCles:
KCl(aq)K (aq)+Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
200mLKCl0,050M0,05mmolKCl
1mLKCl0,050M1mmolCl1mmolKCl
=10mmolCl
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
30+10+10 mmolCl100+50+200 mLdisolucion
=0,143M
Larespuestacorrectaeslad.
5.108.Enunaollaapresiónsepuedeprepararuncocidoen40minutos,mientrasqueenunaollanormalsenecesitanalrededorde2horasy30minutos.Ellosedebeaqueenestasollas:a)Sealcanzamayor temperaturaporestar fabricadasconaleacionesmetálicasdeúltimageneración.b)Lacoccióntienelugaramayortemperatura,loqueacortaeltiemponecesario.c)Sealcanzananteslos100°C(temperaturadeebullicióndelagua).d)Alestarcerradasherméticamente,sepuedeañadirmáscaldosinquesederramealhervir.
(O.Q.L.Murcia2007)
Unlíquidohiervecuandosupresióndevaporseigualaalapresiónatmosférica(1atm).EnelcasodelH O,latemperaturadeebulliciónnormales100°C.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 263
Al estar el recipiente cerradoherméticamente, el vapor de aguaproducido no puede escapar alexteriorpor loque lapresión en elinterior del recipiente vaaumentando. Por este motivo, latemperatura necesaria para que elaguacomienceaherviresmayorde100°C, tal como se observa en lagráfica presión de vapor‐temperatura.
Larespuestacorrectaeslab.
5.109.En una clase deQuímica, el profesor comenta a sus alumnos: “Una gran canoa dehormigón sedeslizabaporelcaucedel lago”.Considerandoqueelhormigónpresentaunadensidadaproximadade2,4g/mL,podemosdecirque:a)Elprofesorcometióungraveerror,esimposiblequefloteunacanoadehormigón.b)Unacanoadehormigónsóloflotaríaenelmar,porserelaguasaladamásdensaqueelaguadulce.c) Para que esa canoa flotase los remeros debían hacerla avanzar a gran velocidad, siparasenderemarsehundiría.d)Esfactiblequefloteunacanoadehormigónsiensuinteriorencierrasuficientecantidaddeaire.
(O.Q.L.Murcia2007)
DeacuerdoconelprincipiodeArquímedes,laquelacanoafloteesprecisoqueelpesodelacanoaseamenorqueelempujequeejerceelaguadesalojadaporlacanoa.Estosóloesposiblesilacanoaestáhuecayencierralasuficientecantidaddeaireparaquesupesoseamenorqueelempuje.
Larespuestacorrectaeslad.
5.110.¿Cuáleslaconcentracióndeiones enunadisolución0,6Mde ?a)0,6molarb)0,2molarc)3molard)1,8molar
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNa PO es:
Na PO (aq)3Na (aq)+PO (aq)
ElnúmerodemolesdeNa contenidosenladisolucióndeNa3PO4es:
1LNa3PO40,6M0,6molNa3PO41LNa3PO40,6M
3molNa
1molNa3PO4=1,8molNa
LaconcentracióndeionesNa es:
1,8molNa1Ldisolucion
=1,8M
Larespuestacorrectaeslad.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 20 40 60 80 100 120
p°/mmHg
T/°C
p° vsT
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 264
5.111.¿CuántosgramosdeNaFhayen0,15kgdeunadisoluciónacuosaal5%?a)3gb)15gc)7,5gd)30g
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
ElnúmerodegramosdeNaFcontenidosenladisoluciónes:
0,15kgNaF5%1000gNaF5%1kgNaF5%
5gNaF
100gNaF5%=7,5gNaF
Larespuestacorrectaeslac.
5.112.¿CuántosmolesdeKClserequierenparapreparar250mLdeunadisolución5molar?a)5molesb)2,5molesc)1,25molesd)1mol
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
ElnúmerodegramosdeKClcontenidosenladisoluciónes:
250mLKCl5M1LKCl5M
1000mLKCl5M5molKCl1LKCl5M
=1,25molKCl
Larespuestacorrectaeslac.
5.113. ¿Quémasade ·5 senecesitaparapreparar2Ldedisolución0,05Men?
a)50gb)75gc)12,5gd)25g
(O.Q.L.Asturias2007)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCuSO4·5H2Oes:
CuSO4·5H2O(aq)Cu (aq)+SO (aq)+5H2O(l)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
2LCu 0,05M0,05molCu1LCu 0,5M
1molCuSO4·5H2O
1molCu=0,1molCuSO4·5H2O
0,1molCuSO4·5H2O249,5gCuSO4·5H2O1molCuSO4·5H2O
=24,95gCuSO4·5H2O
Larespuestacorrectaeslad.
5.114.Unadisolucióndeácidosulfúrico( )contiene9,8g/L.Considerandoquelamasamoleculardelsulfúricoes98,¿cuáldelassiguientesafirmacionesesVERDADERA?a)Sunormalidades0,2ysumolaridad0,1b)Sunormalidades0,1ysumolaridad0,2c)Sunormalidadysumolaridades0,1d)Sunormalidadysumolaridades0,2
(O.Q.L.LaRioja2007)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 265
Lamolaridaddeladisoluciónes:
M=9,8gH2SO41Ldisolucion
1molH2SO498gH2SO4
1mol·L 1
Larelaciónqueexisteentrelamolaridad(M)ylanormalidad(N)deunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:
N=M·valencia
Lavalenciaenunácidovienedadaporelnúmeroprotonesqueescapazdeceder.Enelcasodelácidosulfúrico,H2SO4:
H2SO4(aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq)
Lavalenciaes2,portantolanormalidades:
N=0,1·2=0,2
Larespuestacorrectaeslaa.
5.115.Sepreparandosdisolucionespor separado conmasas igualesdenitratopotásicoynitrato sódico, en volúmenes de agua idénticos. Se puede afirmar, respecto de suconcentraciónmolar(molaridad)que:a)Esmayorenladenitratosódicob)Esmayorenladenitratopotásicoc)Esigualenambasd)Nosepuedesabersinelpesomolecular.
(O.Q.L.LaRioja2007)
Laconcentraciónmolardeunadisolciónsecalculamediantelasiguienteecuación:
m gM g/molV(L)
siendo:
m=masadesoluto;M=masamolardelsolutoyV=volumendeladisolución
Suponiendoquealdisolverlossolutosenaguaelvolumendeladisolucióneselmismo,esimprescindible conocer el dato de la masa molar del soluto para poder la calcular laconcentraciónmolardeladisolución,siendoéstamayorenladisoluciónquecontengaelsolutoconmenormasamolar.
Larespuestacorrectaeslad.
5.116. Sedisolvieron2,5gde cloratodepotasio en100mLdeaguaa40°C.Al enfriar ladisolucióna20°C, seobservóqueelvolumen continuaba siendode100mL,pero sehabíaproducidolacristalizacióndepartedelasal.Ladensidaddelaguaa40°Ces0,9922g/mLyladensidadde ladisolucióndecloratodepotasioa20°C1,0085g/mL.Calcula lamasadecloratodepotasioquehacristalizado.a)0,870gb)1,491gc)0,016gd)0,032ge)0,745g
(O.Q.N.Castellón2008)(O.Q.L.CastillayLeón2010)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
LasmasasdeKClO ydeH Oenladisolucióna40°Cson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 266
2,5gKClO 100mLH O0,9922gH2O1mLH2O
=99,22gH O
Lamasadeladisolucióna20°Ces:
100mLdisolucion1,0085gdisolucion1mLdisolucion
=100,85gdisolucion
ComoalenfriarcristalizaparteKClO ylamasadeH OenladisoluciónsiguesiendolamismalamasadeKClO quepermaneceendisoluciónes:
100,85gdisolución–99,22gH O=1,63gKClO
LamasadeKClO quehacristalizadoes:
2,5gKClO (inicial)–1,63gKClO (disuelto)=0,87g (cristalizado)
Larespuestacorrectaeslaa.
5.117.Deunadisolución0,3Mdeclorurodemagnesio se toman100mLy sediluyenconaguahastaunvolumende500mL.Laconcentracióndeionesclorurodelanuevadisoluciónserá:a)0,6Mb)0,06Mc)0,12Md)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Murcia2008)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelMgCl es:
MgCl (aq)Mg (aq)+2Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
100mLMgCl 0,3M0,3mmolMgCl1mLMgCl 0,3M
2mmolCl1mmolMgCl
=60molCl
Aplicandoelconceptodemolaridad:
60molCl500mLdisolucion
=0,12M
Larespuestacorrectaeslac.
5.118.Para lapreparaciónde100 dedisolución0,1Mdeácidoclorhídricoseempleaunocomercialdel36%ydensidadrelativa1,18.Paraellosedebetomardelabotellacitada:a)0,3654gb)0,86ccc)1,70mLd)0,308
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LamasadeHClnecesariaparaladisoluciónes:
100mLHCl0,1M0,1molHCl
1000mLHCl0,1M36,5gHCl1molHCl
=0,365gHCl
ComosedisponedeHClcomercialnecesarioparaladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 267
0,365gHCl100gHCl36%
36gHCl1mLHCl36%1,18gHCl36%
=0,86mLHCl36%
Larespuestacorrectaeslab.
5.119.Unadisoluciónmolaresaquellaquecontiene1moldesolutoen:a)1000gdedisolventeb)1000gdedisoluciónc)1000mLdedisolvented)1000mLdedisolución
(O.Q.L.CastillayLeón2008)(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Unadisolucióncuyaconcentraciónes1molarcontiene1moldesolutoporcadalitro(10 mL)dedisolución.
Larespuestacorrectaeslad.
5.120.Sedeseapreparar100mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,25Mapartirdedeácidocomercialdel98%ydensidades1,836g/mL.Paraellohayquetomardelabotelladeácidocomercial:a)1,36mLb)2,45mLc)4,50mLd)2,5g
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LamasadeH2SO4necesariaparaladisoluciónes:
100mLH2SO40,25M0,25molH2SO4
1000mLH2SO40,1M98gH2SO41molH2SO4
=2,45gH2SO4
Comosedisponedeunácidocomercial:
2,45gH2SO4100gH2SO492%
98gH2SO41mLH2SO492%1,836gH2SO492%
=1,36mL 98%
Larespuestacorrectaeslaa.
5.121.Seadicionan50gdeclorurodesodioa100mLdeunadisolucióndelamismasaldeconcentración0,16M.Supuestoquenohayvariacióndevolumenalañadirelsólido,lanuevadisoluciónes:a)8,71Mb)2,35Mc)3,78Md)1,90M
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
ElnúmerodemolesdeNaClcontenidosenladisoluciónoriginales:
100mLNaCl0,16M0,16molNaCl
10 mLNaCl0,16M=0,016molNaCl
ElnúmerodemolesdeNaClqueseañadees:
50gNaCl1molNaCl58,5gNaCl
=0,855molNaCl
Aplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 268
0,016+0,855 molNaCl100mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=8,71M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.122.¿QuévolumendedisoluciónconcentradadeNaOH2,5Mesnecesariaparapreparar0,5Ldedisolución0,1M?a)12,5Lb)10mLc)500mLd)0,02L
(O.Q.L.Madrid2008)
Elvolumendedisolución2,5Mnecesarioes:
0,5LNaOH0,1M0,1molNaOH1LNaOH0,1M
1LNaOH2,5M2,5molNaOH
=0,02LNaOH2,5M
Larespuestacorrectaeslad.
5.123. Una disolución acuosa de ácido nítrico tiene una riqueza del 30% enmasa y sudensidades1,18g/ a20°C.Lamolaridaddeladisoluciónes:a)5,6Mb)0,62Mc)0,50Md)5,0M
(O.Q.L.Madrid2008)
Tomandocomobasedecálculo100gdeHNO del30%,lamolaridaddeladisoluciónes:
30gHNO100gHNO 30%
1molHNO63gHNO
1,18gHNO 30%1cm HNO 30%
1000mLHNO 30%1LHNO 30%
=5,6M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.124.Setieneunadisolucióncomercialdehidróxidodesodiodedensidad1,33g/mLy30%enmasa.Calcula lanormalidadde ladisoluciónobtenidaaldiluir10mLde ladisolucióncomerciala2L.a)0,05Nb)0,03Nc)0,01Nd)1,23N
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Lamolaridaddeladisoluciónes:
10mLNaOH30%2Ldisolucion
1,33gNaOH30%1mLNaOH30%
30gNaOH
100gNaOH30%1molNaOH40gNaOH
=0,05M
Larelaciónentremolaridadynormalidadvienedadaporlaexpresión:
Normalidad=Molaridad·valencia
LavalenciaenunhidróxidovienedadaporelnúmeroionesOH queescapazdeceder.Enelcasodelhidróxidodesodio,NaOH:
NaOH(aq)Na (aq)+OH (aq)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 269
Lavalenciaes1,portantolanormalidades:
N=0,05·1=0,05N
Larespuestacorrectaeslaa.
5.125.Calcula losgramosdesolutonecesariosparapreparar500mLdeunadisolucióndenitratodesodio0,10M.a)4,25gb)5,78gc)6,80gd)7,50g
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Lamolaridaddeladisoluciónes:
500mLNaNO 0,10M0,1molNaNO
1000mLNaNO 0,1M85gNaNO1molNaNO
=4,25g
Larespuestacorrectaeslaa.
5.126.Setieneunadisolucióncomercialdehidróxidodesodiodedensidad1,33g/mLy30%enmasa.Calculalafracciónmolardeladisolucióncomercial.a)0,58b)1,76c)0,89d)0,16
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Tomandocomobasedecálculo100gdedisolucióncomercial,lafracciónmolardeNaOHes:
x=30gNaOH
1molNaOH40gNaOH
30gNaOH1molNaOH40gNaOH 70gH2O
1molH2O18gH2O
=0,16
Larespuestacorrectaeslad.
5.127.Unácidosulfúricocontieneun92%enmasadeácidoysudensidades1813kg/ .Calcula el volumen de ácido concentrado necesario para preparar 100mL de disolución0,1M.a)1,34mLb)0,59mLc)3,32mLd)2,09mL
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
LamasadeH2SO4necesariaparaladisoluciónes:
100mLH2SO40,1M0,1molH2SO4
1000mLH2SO40,1M98gH2SO41molH2SO4
=0,98gH2SO4
ComosedisponedeH2SO4comercialcuyadensidades:
1813kg1m3
103g1kg
1m3
106mL=1,813g/mL
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 270
0,98gH2SO4100gH2SO492%
92gH2SO41mLH2SO492%1,813gH2SO492%
=0,59mL 92%
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón1997).
5.128.Semezclan100mLdeunadisolución0,1Mde con200mLdeotradisolución0,2MdeNaCl.¿Cuáleslamolaridaddelosiones enladisoluciónresultante?a)0,3Mb)0,06Mc)0,2Md)0,16M
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCaCl es:
CaCl (aq)Ca (aq)+2Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
100mLCaCl 0,1M0,1mmolCaCl1mLCaCl 0,1M
2mmolCl1mmolCaCl
=20mmolCl
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNaCles:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeCl contenidosenladisoluciónes:
200mLNaCl0,200M0,2mmolNaCl
1mLNaCl0,200M1mmolCl1mmolNaCl
=40mmolCl
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
20+40 mmolCl100+200 mLdisolucion
=0,2M
Larespuestacorrectaeslac.
5.129.¿Cuáldelassiguientesdisolucionestieneunaconcentración1,0M?a)1Ldedisoluciónquecontiene100gdeNaCl.b)500mLdedisolucióncontiendo58,5gdeNaCl.c)Unadisoluciónquecontiene5,85mgdeNaClporcadamLdedisolución.d)4Ldedisoluciónquecontienen234,0gdeNaCl.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Aplicandoelconceptodemolaridadalasdiferentesdisoluciones:
a)1Ldedisoluciónquecontiene100gdeNaCl.
100gNaCl1Ldisolucion
1molNaCl58,5gNaCl
=1,7M
b)500mLdedisoluciónconteniendo58,5gdeNaCl.
58,5gNaCl500mLdisolucion
1molNaCl58,5gNaCl
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=2,0M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 271
c)Unadisoluciónquecontiene5,85mgdeNaClporcadamLdedisolución.
5,85mgNaCl1mLdisolucion
1mmolNaCl58,5mgNaCl
=0,1M
d)4Ldedisoluciónquecontienen234,0gdeNaCl.
234gNaCl4Ldisolucion
1molNaCl58,5gNaCl
=1,0M
Larespuestacorrectaeslad.
5.130.¿Cuáleslaconcentracióndeiones enunadisoluciónformadaalmezclar25,0mLde 0,500Mcon30,0mLde 0,150M?a)0,50Mb)3,85·10 Mc)1,70·10 Md)0,700Me)0,325M
(O.Q.N.Ávila2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK SO es:
K SO (aq)2K (aq)+SO (aq)
ElnúmerodemmolesdeK contenidosenladisoluciónes:
25mLK SO 0,500M0,5mmolK SO
1mLK SO 0,500M2mmolK
1mmolK SO=25mmolK
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelK PO es:
K PO (aq)3K (aq)+PO (aq)
ElnúmerodemmolesdeK contenidosenladisoluciónes:
30mLK PO 0,150M0,150mmolK PO1mLK PO 0,150M
3mmolK
1mmolK PO=13,5mmolK
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
25+13,5 mmolK25+30 mLdisolucion
=0,700M
Larespuestacorrectaeslad.
5.131.¿Cuáleselnúmerodemolesdeácidosulfúriconecesariosparapreparar5Ldeunadisolución2Mdeesteácido?a)2,5b)5c)10d)20
(O.Q.L.Murcia2009)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
5LH SO 2M2molH SO1LH SO 2M
=10mol
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 272
Larespuestacorrectaeslac.
5.132.Unadisoluciónacuosadeácidoclorhídrico tieneunariquezadel12%enmasaysudensidades1,06g/ a20°C.Lamolaridaddeestadisoluciónes:a)0,46Mb)4,62Mc)0,0035Md)3,48M
(O.Q.L.Madrid2009)
Tomandocomobasedecálculo100gdeHCldel12%,lamolaridaddeladisoluciónes:
12gHCl100gHCl12%
1molHCl36,5gHCl
1,06gHCl12%1cm HCl12%
1000cm HCl12%
1LHCl12%=3,48M
Larespuestacorrectaeslad.
5.133.¿Quévolumensedebetomardeunadisoluciónacuosadeácidosulfúrico0,25M,sisequierepreparar200mLdedisolucióndiluidadedichoácidodeconcentración0,05M?a)4mLb)40mLc)0,4Ld)0,004L
(O.Q.L.Madrid2009)(O.Q.L.Madrid2010)(O.Q.L.Asturias2011)
Elvolumendedisolución0,25Mnecesarioes:
200mLH SO 0,05M0,05molH SO
10 mLH SO 0,05M10 mLH SO 0,25M
0,25molH SO=40mL 0,25M
Larespuestacorrectaeslab.
5.134.¿Cuáleslaconcentraciónmolardeunácidonítricodel60%ydensidad1,7g/ ?a)8,1Mb)34,2Mc)16,2Md)Nosepuedecalcular.
(O.Q.L.Baleares2009)
Tomandocomobasedecálculo100gdeHNO del60%,lamolaridaddeladisoluciónes:
60gHNO100gHNO 60%
1molHNO63gHNO
1,7gHNO 60%1cm HNO 60%
1000cm HNO 60%
1LHNO 60%=16,2M
Larespuestacorrectaeslac.
5.135.Sedisuelven10mLdeetanol(ρ=0,8g· )enaguahastaunvolumende100mL.¿Cuálserálamolaridaddeladisoluciónresultante?a)0,1Mb)2,17Mc)1,74Md)10 M
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 273
10mLC2H5OH100mLdisolucion
0,8gC2H5OH1mLC2H5OH
1molC2H5OH46gC2H5OH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=1,74M
Larespuestacorrectaeslac.
5.136.¿Cuánto 3,0Msenecesitaparapreparar450mLde 0,10M?a)30mLb)45mLc)15mLd)80mL
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2009)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
450mLH2SO40,10M0,10molH2SO4
10 mLH2SO40,10M10 mLH2SO43,0M
3,0molH2SO4=15mLH2SO43,0M
Larespuestacorrectaeslac.
5.137.¿Cuáldelassiguientesmoléculasproducemayordescensodelatemperaturadefusióndelagua?a) b)NaClc) d) − e) −CHOH−
(O.Q.N.Sevilla2010)
Elpuntodefusióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Suponiendo que la cantidad de cada una de las sustancias que se disuelve en unadeterminadacantidaddeaguahagaque todas lasdisolucionesacuosas tengan lamismaconcentraciónmolal,tendrámayordescensodelatemperaturadefusiónladisoluciónconelsolutoqueproporcioneelmayorvalorden.
Lasecuacionescorrespondientesalasdisociacionesiónicasproporcionanenvalorden.
a)Verdadero.CaCl (aq)Ca (aq)+2Cl (aq) (1) n=3
b)Falso.NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq) (1) n=2
c)Falso.CH OHnosedisociaeniones (=0) n=1
d)Falso.CH OH−CH OHnosedisociaeniones (=0) n=1
e)Falso.CH OH−CHOH−CH OHnosedisociaeniones (=0) n=1
La sustancia que presentamayor valor de n con una disociación prácticamente total es,por tanto, sudisoluciónes laquepresentamayordescensode la temperaturade
fusión.
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 274
5.138.Unvinode11°tiene11%envolumendeetanol, (M=46g/mol).¿Cuáleslamolaridaddeletanolenelvino?a)0,086Mb)1,89Mc)0,95Md)2,39Me)5,06M(Dato.Densidaddeletanol=0,7893g/mL)
(O.Q.N.Sevilla2010)
Tomandocomobasedecálculo100mLvino,lamolaridaddeladisoluciónes:
11mLCH3CH2OH100mLvino
0,7893gCH3CH2OH1mLCH3CH2OH
1molCH3CH2OH46gCH3CH2OH
103mLvino1Lvino
=1,89M
Larespuestacorrectaeslab.
5.139.Sedisuelven8gdehidróxidodesodioenaguahastapreparar100mLdedisolución.Laconcentraciónserá:a)8%envolumenb)8g/Lc)2molard)1,5molal
(O.Q.N.Sevilla2010)
Con los datos proporcionados la única forma de expresión de la concentración que sepuedecalculareslamolaridad:
8gNaOH100mLdisolucion
1molNaOH40gNaOH
103mLdisolucion1Ldisolucion
=2M
Larespuestacorrectaeslac.
5.140.¿Quévolumendeagua(enlitros)habráqueañadira500mLdeunadisolución0,5Mdehidróxidodesodioparaobtenerunadisolución0,1M?a)0,5b)1c)2d)4
(O.Q.L.Baleares2010)
ElnúmerodemmolesdeNaOHcontenidosenladisoluciónoriginales:
500mLNaOH0,5M0,5mmolNaOH1mLNaOH0,5M
=250mmolNaOH
Considerandovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
250mmolNaOH500+V mLdisolucion
=0,1MV=2000mL2L
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 275
5.141.Sedisponedeunácidonítricodel60%ydensidad1,38g/ y sedeseapreparar0,8Ldeconcentración0,5M.¿Quécantidaddenítricosenecesita?a)10,9 b)30,4 c)58,0 d)111
(O.Q.L.Baleares2010)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
0,8LHNO 0,5M0,5molHNO1LHNO 0,5M
63gHNO1molHNO
=25,2gHNO
Comosedisponedeunadisoluciónderiqueza60%ydensidad1,38g/cm ,elvolumendenecesarioes:
25,2gHNO100gHNO 60%
60gHNO1cm3HNO 60%1,38gHNO 60%
=30,4cm3 60%
Larespuestacorrectaeslab.
5.142.Enunadisoluciónal5%enmasa,significaque:a)Hay5gdesoluto.b)Hay5gdesolutoen100gdedisolvente.c)Hay10gdesolutoen200mLdedisolución.d)Hay5gdesolutoen100gdedisolución.
(O.Q.L.Madrid2010)
Larespuestacorrectaeslad.
5.143.Calcular lamolaridaddeunadisoluciónpreparadaalmezclar75mLdedisolucióndeácidoclorhídrico0,5Mcon75mLdeotra0,05M.Sesuponenvolúmenesaditivos.a)0,275Mb)0,550Mc)0,250Md)0,350M
(O.Q.L.Madrid2010)
ElnúmerodemmolesdeHClcontenidosencadadisoluciónes:
75mLHCl0,5M0,5molHCl
1mLHCl0,5M=37,5mmolHCl
75mLHCl0,05M0,05mmolHCl1mLHCl0,05M
=25mmolHCl
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
37,5+3,75 mmolHCl75+75 mLdisolucion
=0,275M
Larespuestacorrectaeslaa.
(SimilaralacuestiónpropuestaenMurcia1997).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 276
5.144.¿Quévolumendeácidonítricoal60%deriquezaydensidad1,48g/mL,senecesitaparapreparar250mLdisolucióndiluida1Mdedichoácido?a)16,4mLb)10,6mLc)17,8mLd)21,7mL
(O.Q.L.Madrid2010)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
250LHNO 1M1molHNO
10 mLHNO 1M63gHNO1molHNO
=15,8gHNO
Comosedisponedeunadisoluciónderiqueza93%ydensidad1,48g/cm ,elvolumendenecesarioes:
15,8gHNO100gHNO 60%
60gHNO1mLHNO 60%1,48gHNO 60%
=17,7mL 60%
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBaleares2010).
5.145.Sedisuelven5gdenitratodecalcioenaguahastacompletar250 dedisolución.Suponiendoquelasalestátotalmenteionizada,laconcentracióndeionesnitratoserá:a)0,03Mb)0,06Mc)0,12Md)0,24M
(O.Q.L.Asturias2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCa NO es:
Ca NO (aq)Ca (aq)+2NO (aq)
LaconcentracióndeNO enladisoluciónes:
5gCa NO250cm3disolucion
1molCa NO164gCa NO
10 cm3disolucion1Ldisolucion
2molNO1molCa NO
=0,24M
Larespuestacorrectaeslad.
5.146.Semezclan50,0mLdedisolucióndeHCl0,150Mcon25,0mLdeHCl0,400M:¿CuálserálaconcentracióndeHCldeladisoluciónfinal?a)0,0175Mb)0,233Mc)0,275Md)0,550M
(O.Q.L.LaRioja2010)
ElnúmerodemmolesdeHClcontenidosencadadisoluciónes:
50,0mLHCl0,150M0,150molHCl
1mLHCl0,150M=7,5mmolHCl
25,0mLHCl0,400M0,1mmolHCl
1mLHCl0,400M=10mmolHCl
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 277
7,5+10 mmolHCl50,0+25,0 mLdisolucion
=0,233M
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1997).
5.147.Lafórmulaempíricadeuncompuestoes .Cuando0,115gdestecompuestosedisuelvenen4,36gdenaftaleno,ladisolucióncongelaa79,51°C.Sielnaftalenopurocongelaa80,29°Cy tieneunaconstantecrioscópicadek=6,94°C·kg , la fórmulamolecularserá:a) b) c) d)
(O.Q.L.LaRioja2010)
Latemperaturadecongelacióndeunadisoluciónquecontieneunsolutonovolátilquenosedisociaenionessecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m
Sustituyendo:
(80,2979,51)°C=6,94°C·kgmol
0,115g(C3H2Br)n4,36gnaftaleno
1mol(C3H2Br)nMg(C3H2Br)n
103gnaftaleno1kgnaftaleno
SeobtieneM=234,7g·mol
Elvalordenes:
234,7g=n[(2·12gC)+(2·1gH)+(79gBr) n=2
Elcompuestoesel oloqueeslomismo ,queeselúnicoenelquenesigualaunnúmeroenterodiferentede1.
Larespuestacorrectaeslac.
5.148.¿Cuántosmolesdeioneshayen250mLdedisolucióndesulfatodesodio4,4M?a)1,1b)2,2c)3,3d)13
(O.Q.L.LaRioja2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNa SO es:
Na SO (aq)2Na (aq)+SO (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
0,25LNa SO 4,4M4,4molNa SO1LNa SO 4,4M
3moliones1molNa SO
=3,3molesdeiones
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenAlmería1999).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 278
5.149. ¿Qué volumen sedebe tomardeunadisoluciónacuosadeácidonítrico0,5M, si sequierepreparar250mLdedisolucióndiluidadedichoácidodeconcentración0,15M?a)37,5mLb)75mLc)0,033Ld)0,004L
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Elvolumendedisolución0,5Mnecesarioes:
250mLHNO 0,15M0,15molHNO
10 mLHNO 0,15M10 mLHNO 0,5M
0,5molHNO=75mL 0,5M
Larespuestacorrectaeslab.
5.150.Una disolución acuosa de ácido sulfúrico tiene una riqueza del 20% enmasa y sudensidades1,11g/ a25°C.Lamolaridaddeladisoluciónes:a)4,526Mb)2,26Mc)9,04Md)3,39M
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Tomandocomobasedecálculo100gdeH2SO4del20%,lamolaridaddeladisoluciónes:
20gH2SO4100gH2SO420%
1molH2SO498gH2SO4
1,11gH2SO420%1cm H2SO420%
1000cm H2SO420%
1LH2SO4420%=2,26M
Larespuestacorrectaeslab.
5.151.Enunlitrodedisolución0,1Mdenitratodecalcio, ,hay:a)0,1molesdeiones y0,1molesdeiones .b)0,1molesdeiones y0,2molesdeiones .c)0,5molesdeiones y0,5molesdeiones .d)0,2molesdeiones y0,1molesdeiones .
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCa NO es:
Ca NO (aq)Ca (aq)+2NO (aq)
LadisolucióncontienedoblenúmerodemolesdeNO quedeCa .
Larespuestacorrectaeslad.
5.152.Completalafrase:lalechedevacaes:a)Uncompuestob)Unamezclahomogéneac)Unadisoluciónd)Unadispersióncoloidal
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
Lalecheesunadispersióncoloidalformadaportresfases:
‐unaacuosaconsalesmineralesehidratosdecarbonoendisolución‐unasuspensióndeproteínasenelagua‐unaemulsióngotasdegrasaenelagua.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 279
Larespuestacorrectaeslad.
5.153.Sedisponedeunácidosulfúricoconcentradodedensidades1,824g/ yun92%enpesode .Elvolumennecesariodeesteácidoquehayque tomarparapreparar500
deunácido0,5normales:a)8,31 deácidoconcentradob)7,31 deácidoconcentradoc)6,31 deácidoconcentradod)5,31 deácidoconcentrado
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Larelaciónqueexisteentrelamolaridad(M)ylanormalidad(N)deunadisoluciónvienedadaporlaexpresión:
N=M·valencia
Lavalenciaenunácidovienedadaporelnúmeroprotonesqueescapazdeceder.Enelcasodelácidosulfúrico,H2SO4:
H2SO4(aq)+2H O(l)SO (aq)+2H O (aq)
Lavalenciaes2,portantolamolaridades:
M=0,5/2=0,25
LamasadeH2SO4necesariaparaladisoluciónes:
500cm3H2SO40,25M0,25molH2SO4
103cm3H2SO40,25M98gH2SO41molH2SO4
=12,25gH2SO4
ComosedisponedeH2SO4comercialderiqueza92%:
12,25gH2SO4100gH2SO492%
92gH2SO41mLH2SO492%1,824gH2SO492%
=7,3mLH2SO492%
Larespuestacorrectaeslab.
5.154. ¿Cuáles de los siguientes datos se necesitan para calcular la molaridad de unadisoluciónsalina?
I.Lamasadesaldisuelta II.LamasamolardelasaldisueltaIII.Elvolumendeaguaañadido IV.Elvolumendeladisolución
a)I,IIIb)I,II,IIIc)II,IIId)I,II,IVe)Senecesitantodoslosdatos.
(O.Q.N.Valencia2011)
Lamolaridaddeunadisoluciónsedefinecomo:
M=molesdesoluto
volumendisolucion=
masasolutomasamolar
volumendisolucion
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 280
5.155.Unadisolucióndeperóxidodehidrógenocomercial tieneuna riquezadel30,0%enmasade yunadensidadde1,11g· .Lamolaridaddeladisoluciónes:a)7,94Mb)8,82Mc)9,79Md)0,980Me)11,25M
(O.Q.N.Valencia2011)
Tomandounabasedecálculode100gdedisolución,lamolaridades:
30gH O100gH O 30%
1molH O34gH O
1,11gH O 30%1mLH O 30%
1000mLH O 30%1LH O 30%
=9,79M
Larespuestacorrectaeslac.
5.156.Lamolalidaddeunadisolucióndeetanolenaguaquesepreparamezclando50,0mL( =0,789g· )deetanolcon100,0mLde a20°Ces:a)0,086mb)0,094mc)1,24md)8,56me)9,81m
(O.Q.N.Valencia2011)
Considerandoqueladensidaddelaguaes1g·cm ,lamolalidaddeladisoluciónes:
50cm C H OH100gH O
0,789gC H OH1cm C H OH
1molC H OH46gC H OH
10 gH O1kgH O
=8,58m
Larespuestacorrectaeslad.
5.157. Cuando se añade un soluto no volátil a un disolvente volátil, la presión de vapor__________,latemperaturadeebullición__________,latemperaturadecongelación__________,ylapresiónosmóticaatravésdeunamembranasemipermeable__________.a)Disminuye,aumenta,disminuye,disminuyeb)Aumenta,aumenta,disminuye,aumentac)Aumenta,disminuye,aumenta,disminuyed)Disminuye,disminuye,aumenta,disminuyee)Disminuye,aumenta,disminuye,aumenta
(O.Q.N.Valencia2011)
▪ Lapresiónparcialqueejerceelvaporprocedentedeunlíquidoenunamezcla,secalculamediantelaexpresión:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
La presión de vapor es directamente proporcional a la fracciónmolar (que siempre esmenorquelaunidad),portanto,alañadirsolutolapresióndevapordisminuye.
▪ Las temperaturas de ebullición o de congelación de una disolución que contiene unsolutonovolátilquenosedisociaenionessecalculanmediantelasexpresiones:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 281
ΔT =k mΔTcri=descensodelpuntodecongelacionkcri=constantecrioscopicam=concentracionmolal
ΔT =k mΔTeb=aumentodelpuntodeebullicionkeb=constanteebulloscopicam=concentracionmolal
Lavariacióndetemperaturaesdirectamenteproporcionalalaconcentraciónmolaldeladisolución, por tanto, al añadir soluto la temperatura de ebullición aumenta y latemperaturadecongelacióndisminuye.
▪Endisolucionesdiluidas,lapresiónosmótica,π,secalculamediantelaexpresión:
π=MRTT=temperaturaR=constantedelosgasesM=concentracionmolar
La presión osmótica es directamente proporcional a la concentración molar M de ladisolución,portanto,alañadirsolutolapresiónosmóticaaumenta.
Larespuestacorrectaeslae.
5.158.Lacantidadde ·4 ydeaguaquesenecesitaparapreparar200gdeunadisoluciónde al14%es:a)28g y172g b)28g ·4 y146,8g c)53,2g ·4 y146,8g d)53,2g ·4 y200g
(O.Q.L.Asturias2011)
Lamasadesolutoanhidrocontenidaenladisoluciónes:
200gBeCl 14%14gBeCl
100gBeCl 14%=28gBeCl
RelacionandoBeCl conBeCl 4H O:
28gBeCl1molBeCl79,91gBeCl
1molBeCl ·4H O
1molBeCl151,99gBeCl ·4H O1molBeCl ·4H O
=53,2gBeCl2·4
Lamasadeaguaaañadires:
200gBeCl 14%‐53,2gBeCl ·4H O=146,8gH2O
Larespuestacorrectaeslac.
5.159. La cantidad de hidróxido de sodio que se necesita para preparar 100mL de unadisolución0,1molares:a)2,3gb)0,23gc)4gd)0,4g
(O.Q.L.Murcia2011)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
100mLNaOH2M0,1molNaOH
1000mLNaOH0,1M40gNaOH1molNaOH
=0,4gNaOH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 282
Larespuestacorrectaeslad.
5.160.Sedisuelven5mLdemetanol(ρ=0,79g· )enaguahastalograrunvolumende100mL.¿Cuálserálamolaridaddeladisoluciónresultante?a)1,23Mb)0,123Mc)0,049Md)1,97M
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
5mLCH OH100mLdisolucion
0,79gCH OH1mLCH OH
1molCH OH32gCH OH
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=1,23M
Larespuestacorrectaeslaa.
(SimilaralpropuestoenCastillayLeón2009).
5.161.¿Cuántosgramosdehidrógenocarbonatodepotasiodel95%depurezaenmasahayquedisolveren500mLdeaguaparaobtenerunadisolución0,05M?a)2,63b)2,38c)10,20d)3,14
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Suponiendo que en el proceso de la disolución del sólido no se produce variación devolumenyaplicandoelconceptodemolaridad:
500mLdisolucion0,05molKHCO10 mLdisolucion
100,1gKHCO1molKHCO
=2,50gKHCO
Comosedisponedeunsolutoconunariquezadel95%:
2,50gKHCO 100gKHCO 95%
95gKHCO=2,63g 95%
Larespuestacorrectaeslaa.
5.162.Unadisolucióndeácidonítricoes15,24Mytieneunadensidadde1,41g/mL,¿cuálessupureza?a)10,00%b)13,54%c)74,51%d)68,10%
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Tomandocomobasedecálculo1Ldedisoluciónyaplicandoelconceptodemolaridad:
15,24molHNO31Ldisolucion
63gHNO31molHNO3
1Ldisolucion
10 mLdisolucion1mLdisolucion1,41gdisolucion
100=68,10%
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 283
5.163.Alanalizarunamuestraquecontiene ,sedacomoresultadoelsiguientedato:4ppmde .¿Quésignificaestedato?a)Quehay4mgde paracada dedisolución.b)Quehay4mgde paracadalitrodedisolución.c)Quehay4mgde paracada dedisolución.d)Quehay4gde paracadalitrodedisolución.
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Elconceptodeppm(partespormillón)sedefinecomo:
“elnúmerodemgdesolutocontenidosen1kgdedisolución”.
Sisetratadeunadisoluciónacuosamuydiluidasepuedeconsiderarlaaproximacióndeque1kgdedisoluciónocupaunvolumende1Ly,portanto,elconceptoanteriorquedacomo:
“elnúmerodemgdesolutocontenidosen1Ldedisolución”.
Larespuestacorrectaeslab.
5.164.Elvinagrecomercialposeeun5,00%deácidoacético( =60,0).¿Cuáles lamolaridaddelácidoacéticoenelvinagre?(Densidaddelvinagre=1g/mL)a)0,833Mb)1,00Mc)1,20Md)3,00M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Tomando una base de cálculo de 100 g de disolución y aplicando el concepto demolaridad:
5gCH COOH100gvinagre
1molCH COOH60gCH COOH
1gvinagre1mLvinagre
103mLvinagre1Lvinagre
=0,833M
Larespuestacorrectaeslaa.
5.165. ¿Cuál será lamolaridad de los iones en 1,00 L de una disolución acuosa quecontiene4,20gde (M=84,0)y12,6gde (M=106)?a)0,050Mb)0,100Mc)0,150Md)0,250M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelNaHCO es:
NaHCO (aq)Na (aq)+HCO (aq)
ElnúmerodemolesdeionesNa enladisoluciónes:
4,20gNaHCO1molNaHCO84gNaHCO
1molNa
1molNaHCO=0,05molNa
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisolucióndelNa CO es:
Na CO (aq)2Na (aq)+CO (aq)
ElnúmerodemolesdeionesNa enladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 284
10,60gNa CO1molNa CO106gNa CO
2molNa
1molNa CO=0,20molNa
Considerando que al disolver las sales no hay variación apreciable de volumen, laconcentracióndeNa enladisoluciónes:
0,05+0,20 molNa1Ldisolucion
=0,25M
Larespuestacorrectaeslad.
5.166.Laconcentracióndeunácidonítricocomercialesdel60%enmasa,ysudensidadde1,31g/ .¿Cuálseráelvolumendeesteácidocomercialnecesarioparapreparar500 deunácidonítrico0,2molar?a)V=6,02 b)V=7,02 c)V=8,02 d)V=9,02
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Aplicandoelconceptodemolaridad:
500cm HNO 0,2M0,2molHNO
10 cm HNO 0,2M63gHNO1molHNO
=6,3gHNO
Comosedisponedeunadisoluciónderiqueza60%ydensidad1,31g/cm ,elvolumendenecesarioes:
6,3gHNO100gHNO 60%
60gHNO1cm HNO 60%1,31gHNO 60%
=8,02 60%
Larespuestacorrectaeslac.
(CuestiónsimilaralapropuestaenBaleares2010).
5.167.¿Cuáldelassiguientesdisolucionesacuosascontieneunmayornúmerodeiones?a)400mLdeNaCl0,10Mb)300mLde 0,2Mc)200mLde 0,1Md)200mLdeKCl0,1Me)800mLdesacarosa0,1M.
(O.Q.L.Valencia2011)
a)Falso.LaecuacióncorrespondientealadisociacióniónicadelNaCles:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
0,4LNaCl0,10M0,10molNaCl1LNaCl0,10M
2moliones1molNaCl
=0,08moliones
b)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelCaCl es:
CaCl (aq)Ca (aq)+2Cl (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 285
0,3LCaCl 0,2M0,2molCaCl1LCaCl 0,2M
3moliones1molCaCl
=0,18moliones
c)Falso.LaecuacióncorrespondientealadisociacióniónicadelFeCl es:
FeCl (aq)Fe (aq)+3Cl (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
0,2LFeCl 0,1M0,1molFeCl1LFeCl 0,1M
3moliones1molFeCl
=0,06moliones
d)Falso.LaecuacióncorrespondientealadisociacióniónicadelKCles:
KCl(aq)K (aq)+Cl (aq)
Elnúmerodeionescontenidosenladisoluciónes:
0,2LKCl0,10M0,10molKCl1LKCl0,10M
2moliones1molNaCl
=0,04moliones
e)Falso.Lasacarosaesuncompuestomolecularynosedisociaeniones.
Elnúmerodemoléculascontenidasenladisoluciónes:
0,8Lsacarosa0,1M0,1molsacarosa1Lsacarosa0,1M
=0,08mol
Larespuestacorrectaeslab.
5.168. Se mezclan 10,0 mL de una disolución de 0,50 M con 15,0 mL de otradisolucióndeNaCl0,10Mysediluyehasta50,0mL.Laconcentraciónmolardeiones es:a)0,30Mb)0,13·10 Mc)6,5Md)6,5·10 Me)0,13M
(O.Q.N.ElEscorial2012)
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNaNO es:
NaNO (aq)Na (aq)+NO (aq)
ElnúmerodemmolesdeNa contenidosenladisolucióndeNaNO es:
10,0mLNaNO 0,50M0,50mmolNaNO1mLNaNO 0,50M
1mmolNa1mmolNaNO
=5mmolNa
LaecuaciónquímicacorrespondientealprocesodedisolucióndelNaCles:
NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq)
ElnúmerodemmolesdeNa contenidosenladisolucióndeNaCles:
15,0mLNaCl0,50M0,10mmolNaCl1mLNaCl0,50M
1mmolNa1mmolNaCl
=1,5mmolNa
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
5+1,5 mmolNa50,0mLdisolucion
=0,13M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 286
Larespuestacorrectaeslae.
5.169. En la etiqueta de una botella de laboratorio figuran los siguientes datos: ácidoclorhídrico(36,5g· ),densidad1,19g/ y38%(p/p)deriqueza.Laconcentraciónmolardeladisolucióndelabotellaserá:a)8mol· b)10mol· c)12mol· d)15mol· e)16mol·
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Tomandocomobasedecálculoyaplicandoelconceptodemolaridad:
38gHCl100gHCl38%
1molHCl36,5gHCl
1,19gHCl38%1cm3HCl38%
10 cm3HCl38%1LHCl38%
=12,4mol·L‐1
Larespuestacorrectaeslac.
5.170.Se tienendisolucionesde igualmolalidadde las siguientes sales; ladisolución cuyopuntodecongelaciónesmásbajoes:a)NaBrb) c) d) e)
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Elpuntodefusióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k m 1+α n 1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Comotodaslasdisolucionesacuosastienenlamismaconcentraciónmolal,tendrámayordescensodelatemperaturadecongelaciónladisoluciónconelsolutoqueproporcioneelmayorvalorden.
Lasecuacionescorrespondientesalasdisociacionesiónicasproporcionanenvalorden.
a)Falso.NaCl(aq)Na (aq)+Cl (aq) (1) n=2
b)Verdadero.Al NO (aq)Al (aq)+3NO (aq) (1) n=4
c)Falso.K CH COO (aq)K (aq)+CH COO (aq) (1) n=2
d)Falso.LiNO (aq)Li (aq)+NO (aq) (1) n=2
e)Falso.CaCl (aq)Ca (aq)+2Cl (aq) (1) n=3
La sustancia que presentamayor valor de n con una disociación prácticamente total es,portanto,sudisolucióneslaquepresentamayordescensodelatemperatura
decongelación.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 287
5.171. Para preparar un litro de disolución 1molar de carbonato de calcio en agua sedisuelven:a)100gdesólidob)50gdesólidoc)84gdesólidod)Nosepuedepreparar.
(O.Q.L.Murcia2012)
Deacuerdoconelconceptodemolaridadlamasadesólidoadisolveren1Ldedisoluciónsería:
1LCaCO 1M1molCaCO1LCaCO 1M
100gCaCO1molCaCO
=100gCaCO
Peroelcarbonatodecalcioesunaunasustanciainsolubleenagua,portanto,esacantidadnoesposibledisolverenaproximadamente1Ldeagua.
Larespuestacorrectaeslad.
5.172.¿Cuáleslamolaridaddeladisoluciónpreparadamezclando60mLdedisolución0,4MdeHClcon40mLdelmismoácido0,1M?a)0,35mol/Lb)0,28mol/Lc)0,17mol/Ld)Faltandatos.
(O.Q.L.Murcia2012)
ElnúmerodemmolesdeHClcontenidosenladisoluciónde0,4Mes:
60mLHCl0,4M0,4mmolHCl1mLHCl0,4M
=24mmolHCl
ElnúmerodemmolesdeHClcontenidosenladisoluciónde0,1Mes:
40mLHCl0,1M0,1mmolHCl1mLHCl0,1M
=4mmolHCl
Suponiendovolúmenesaditivosyaplicandoelconceptodemolaridad:
24+4 mmolHCl60+40 mLdisolucion
=0,28mol/L
Larespuestacorrectaeslab.
5.173. Lamolalidad de una disolución de etanol en agua que se prepara a temperaturaambientemezclando50mLdeetanol(densidad=0,789g/ )con100mLde a20°Ces:a)0,086mb)0,094mc)1,24md)8,58m
(O.Q.L.Murcia2012)
Considerando que la densidad del H O a 20°C es 1 g/cm y aplicando el concepto demolalidad:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 288
50mLC H OH0,789gC H OH1mLC H OH
1molC H OH46gC H OH
100mLH2O1gH2O1mLH2O
1kgH2O10 gH2O
=8,58m
Larespuestacorrectaeslad.
5.174. Se preparan 672,3mL de una disolución de ácido clorhídrico del 25% enmasa ydensidad1,19g· .Aestadisoluciónseleañaden200gdeaguaconloqueelporcentajeenmasadelanuevadisoluciónserá:a)2,5%b)8,3%c)15%d)20%
(O.Q.L.Asturias2012)
LamasadedisolucióndeHCladiluires:
672,3mLHCl25%1,19gHCl25%1mLHCl25%
=800gHCl25%
Siseañaden200gdeH Oaladisoluciónsuconcentraciónexpresadacomoporcentajeenmasaes:
200gHCl800+200 gdisolucion
100=20%HCl
Larespuestacorrectaeslad.
5.175.Unestudiantenecesitamedir30,0gdemetanol(ρ=0,7914g/mLa25°C),perosolodispone de una probeta. ¿Qué volumen demetanol deberámedir para tener los 30,0 grequeridos?a)23,7mLb)30,0mLc)32,4mLd)37,9mL
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Aplicandoelconceptodedensidad:
30,0gCH3OH1mLCH3OH
0,7914gCH3OH=37,9mLCH3OH
Larespuestacorrectaeslad.
5.176.Unamuestrade65,25gde ·5 (PM=249,7)sedisuelveenaguaparadarlugara0,800Ldedisolución. ¿Qué volumende estadisolucióndebe serdiluido conaguaparaobtener1,00Ldeunadisolución0,100Mde ?a)3,27mLb)81,6mLc)209mLd)306mL
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
LacantidaddeCuSO4·5H2Onecesariaparaprepararladisoluciónes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 289
1LCuSO41,00M1,00molCuSO41LCuSO41,00M
1molCuSO4·5H2O1,00molCuSO4
=0,1molCuSO4·5H2O
RelacionandoCuSO4·5H2Oconladisoluciónconcentrada:
0,1molCuSO4·5H2O249,7gCuSO4·5H2O1molCuSO4·5H2O
800mLdisolucion65,25gCuSO4·5H2O
=306mLdisolución
Larespuestacorrectaeslad.
5.177.Sedeseaprepararunadisolución0,25molaldeclorurodesodio.Sisepartede500gdel90%depureza,¿cuántoskgdeaguadeberánañadirsealrecipientequecontienelasal?a)0,030kgb)34,18kgc)8,50kgd)30,76kg
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
ElnúmerodemolesdeNaCles:
500gNaCl90%90gNaCl
100gNaCl90%1molNaCl58,5gNaCl
=7,69molNaCl
Aplicandoelconceptodemolalidad:
7,69molNaCl1kgH O
0,25molNaCl=30,76kg
Larespuestacorrectaeslad.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón2000).
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 290
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 291
6.PROBLEMASdeDISOLUCIONES
6.1.Alprepararunadisolucióndeácidoclorhídrico1Mharesultadoalgodiluido,puessóloes0,932M.Calculaelvolumendeácidoclorhídricoderiqueza32,14%enmasaydensidad1,16 g/mL que es necesario añadir a 1 L de la disolución original para que resulteexactamente1M.Suponerquenohaycontraccióndevolumenalmezclarlosdosácidos.
(Canarias1997)(Valencia1998)(Extremadura2000)(Baleares2001)
MolesdeHClquecontieneladisoluciónmalpreparada:
1Ldisolucion0,932molHClLdisolucion
=0,932molHCl
Si se añaden xmL deHCl del 32,14% a la disolución, el número demoles deHCl quecontienees:
xmLHCl32,14%1,16gHCl32,14%1mLHCl32,14%
32,14gHCl
100gHCl32,14%1molHCl36,5gHCl
=0,0102xmolHCl
Almezclarambasdisolucionessedebeobtenerunadisolucióndeconcentración1M:
0,932+0,0102x molHCl1+0,001x Ldisolucion
=1Mx=7,4mLHCl32,14%
6.2.Sedisponede6,5gdedisoluciónacuosadehidróxidodelitio(LiOH)de1,07dedensidadrelativay0,08defracciónmolarenLiOH.Calcular:a)Lamolalidaddeladisolución.b)Laconcentraciónen%enpeso.c)Lamolaridaddelamisma.d)¿CuántosgramosdeaguahabráqueañadiralacitadacantidaddedisoluciónparaquelafracciónmolarenLiOHseaahora0,04?
(Murcia1998)
a) En primer lugar se calculan las cantidades de soluto y disolvente contenidas en unadisolucióndeLiOHdefracciónmolar0,08(tomandocomobasedecálculounacantidaddedisolución tal que el número demoles de LiOHmás el número demoles deH O sea launidad).Porlotanto,existirán0,08molesdeLiOHporcada0,92molesdeH O.
0,08molLiOH24gLiOH1molLiOH
=1,92gLiOH
0,92molH O24gH O1molH O
=16,56gH O
18,48gdisolucion
LasmasasdeLiOHyH Ocontenidasenlos6,5gdedisoluciónson:
6,5gdisolucion1,92gLiOH
18,48gdisolucion=0,68gLiOH
6,5gdisolución–0,68gLiOH=5,82gH2O
Lamolalidaddeladisoluciónes:
0,68gLiOH5,82gH O
1molLiOH24gLiOH
10 gH O1kgH O
=4,8m
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 292
b)Laconcentracióndeladisoluciónexpresadacomoporcentajeenmasaes:
0,68gLiOH6,5gdisolucion
100=10,4%
c)Laconcentraciónmolardeladisoluciónes:
0,68gLiOH6,5gdisolucion
1molLiOH24gLiOH
1,07gdisolucion1mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=4,6M
d)LanuevadisolucióncontienelamismacantidaddeLiOHynmolesdeH O:
0,68gLiOH1molLiOH24gLiOH
0,68gLiOH1molLiOH24gLiOH +nmolH O
=0,04n=0,068molH O
0,68molH O18gH O1molH O
=12,24gH O
Comoladisoluciónyacontiene5,82gdeH O,lamasadeestasustanciaaañadires:
12,24gH O(total)–5,82gH O(inicial)=6,42g (añadida)
6.3.En1000gdeaguaa20°Csedisuelven725Ldeamoníaco,medidosa20°Cy744mmHg.La disolución resultante tiene una densidad de 0,882 g· . Calcula lamolaridad de ladisolución y el aumento de volumen que experimenta el agua al disolver el amoníacogaseoso.
(Canarias1998)
Considerandocomportamiento ideal,elnúmerodemolesde quesedisuelvenenelaguaes:
n=744mmHg·725L
0,082atm·L·mol ·K (20+273)K
1atm760mmHg
=29,5molNH
Lamasacorrespondientees:
29,5molNH17gNH1molNH
=501,5gNH
Lamasatotaldedisoluciónresultantees:
1000gH O+501,5gNH =1501,5gdisolución
Elvolumenocupadoporladisoluciónes:
1501,5gdisolucion1mLdisolucion0,882gdisolucion
=1702mLdisolucion
Considerando que el agua tiene densidad 0,998 a la temperatura de 20°C, el volumenocupadopor1000gdelamismaes:
1000gH O1mLH O0,998gH O
=1002mLH O
ElaumentodevolumenqueexperimentaelH OaldisolverseelNH es:
V=1702mLdisolución–1002mLH O=700mL
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 293
Laconcentraciónmolardeladisoluciónresultantees:
29,5molNH31702mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=17,3M
6.4. Se tienen dos disoluciones acuosas de ácido clorhídrico, una del 36% enmasa y ρ =1,1791 g/ y otra del 5% enmasa y ρ = 1,0228 g/ . Calcule el volumen que debetomarsedecadaunadeellasparapreparar500 deunadisolucióndel15%enmasaconuna ρ=1,0726g/ .Resuelvaelproblema suponiendoque losvolúmenes sonaditivosysuponiendoquenoloson.
(Extremadura1998)
Lamasadeladisoluciónapreparar(15%)es:
500mLHCl15%1,0726gHCl15%1mLHCl15%
=536,3gHCl15%
LamasadeHClcontenidaendichadisoluciónes:
536,3gHCl15%15gHCl
100gHCl15%=80,445gHCl
Suponiendovolúmenesaditivosyquesedeseanpreparar500mLdedisolución:
LacantidaddeHClenV mLdeladisoluciónconcentrada(36%)es:
mLHCl36%1,1791gHCl36%1mLHCl36%
36gHCl
100gHCl36%=0,4245 gHCl
LacantidaddeHClenV mLdeladisolucióndiluida(5%)es:
mLHCl5%1,0228gHCl5%1mLHCl5%
5gHCl
100gHCl5%=0,0511 gHCl
Resolviendoelsistema:
V1+V2=500
0,4245V1+0,0511V2=80,445
V1=147mLHCl36%
V2=353mLHCl5%
Suponiendovolúmenesnoaditivosyquesedeseanpreparar500mLdedisolución:
LacantidaddeHClenm gdeladisoluciónconcentrada(36%)es:
m1gHCl36%36gHCl
100gHCl36%=0,36m1gHCl
LacantidaddeHClenm mLdeladisolucióndiluida(5%)es:
m2gHCl5%5gHCl
100gHCl5%=0,05m2gHCl
Resolviendoelsistema:
m1+m2=536,3
0,36m1+0,05m2=80,445
m1=136,7gHCl36%
m2=363,3gHCl5%
Losvolúmenesquesedebenmezclarson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 294
136,7gHCl36%1mLHCl36%
1,1791gHCl36%=116mLHCl36%
363,3gHCl5%1mLHCl5%
1,0228gHCl5%=355mLHCl5%
6.5.Lapresióndevapordeunadisoluciónacuosadeetilenglicol( )a100°Cesiguala0,97atmysudensidad1,004g/mL.Calcular:a)Supresiónosmóticaa30°C.b)Latemperaturadecongelación.
(Datos. ( )=1,86°Ckg ;ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón1998)
Lapresiónparcialqueejerceelvaporprocedentedeunlíquidoenunamezcla,secalculamediantelaexpresión:
p=p° 1 x p=presióndevapordeladisoluciónp°=presióndevapordeldisolventex =fracciónmolardelsoluto
Sustituyendo:
0,97atm=1,00atm 1 x x =0,030,03molC H O0,97molH O
LaconcentraciónmolardeestadisoluciónDes:
0,03molC H O
0,03molC H O18gC H O1molC H O +0,97molH O
18gH O1molH O gD
1,004gD1mLD
10 mLD1LD
=1,56M
LaconcentraciónmolaldeestadisoluciónDes:
0,03molC H O
0,97molH O18gH O1molH O
10 gH O1kgH O
=1,72M
a)Endisolucionesdiluidas,lapresiónosmótica,π,secalculamediantelaexpresión:
π=MRTT=temperaturaR=constantedelosgasesM=concentracionmolar
Sustituyendo:
π= 1,56mol·L 0,082atm·L·mol ·K 30+273 K=38,7atm
b)Latemperaturadecongelacióndeunadisoluciónquecontieneunsolutonovolátilquenosedisociaenionessecalculamediantelaexpresión:
ΔT =k mΔTcri=descensodelpuntodecongelacionkcri=constantecrioscopicam=concentracionmolal
Sustituyendo:
ΔT =1,86°C·kgmol
1,72molkg
=3,20°C
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 295
Considerando que el disolvente es H O que tiene una T = 0°C, la temperatura decongelacióndeladisoluciónes:
T =0°C+ΔT =‐3,2°C
6.6.Semezclan50mLdeunadisoluciónquecontiene54,6gdesulfatoamónicoen500mLde disolución con 75mL de de otra disolución 0,52M de lamisma sal. De la disoluciónresultantede lamezclasetoman30mLysediluyenconaguadestiladahastaobtener100mL de disolución final. Calcular la concentración de la disolución final expresando elresultadoenconcentraciónmolaryp.p.m.
(CastillayLeón1998)
Lamasadesulfatodeamonio, NH SO ,contenidoenlaprimeradisolución(A)es:
50mLA54,6g NH SO
500mLA=5,46g NH SO
Lamasadesulfatodeamonio, NH SO ,contenidoenlasegundadisolución(B)es:
75mLB0,52mol NH SO
10 mLB132g NH SO1mol NH SO
=5,15g NH SO
Sisemezclanambasdisoluciones,laresultante(C)contiene:
5,46+5,15 g NH SO50+75 mLC
10,61g NH SO
125mLC
Lamasadesulfatodeamonio, NH SO ,contenidoen30mLdedisoluciónCes:
30mLC10,61g NH SO
125mLC=2,55g NH SO
SialadisoluciónCseleañadeaguahasta100mLseobtieneladisoluciónD:
2,55g NH SO100mLD
LaconcentracióndeestadisoluciónDexpresadacomoconcentraciónmolaryppmes:
2,55g NH SO100mLD
1mol NH SO132g NH SO
10 mLD1LD
=0,193M
2,55g NH SO100mLD
10 mg NH SO1g NH SO
10 mLD1LD
=25500ppm
6.7.Calculelacantidaddenitratodecobalto(II)cristalizadoconseismoléculasdeaguaquedebeañadirsea600gdeaguaparaformarunadisoluciónal5%enmasadesalanhidraycuyadensidades1,03g/mL.¿Cuálseríasumolalidad?¿Cuálseríalamolaridad?
(CastillayLeón1999)
Para resolver este problema hay que tener en cuenta que la sal hidratada aporta H O(disolvente) a la disolución. Por tanto, una manera adecuada de resolver el ejercicioconsisteencomenzarcalculandolarelaciónmásicaentrelassalanhidra,Co NO ,ylasalhidratada,Co NO ·6H O:
1molCo NO3 2
1molCo NO3 2 6H2O182,9gCo NO3 2
1molCo NO3 21molCo NO3 2 6H2O290,9gCo NO3 2 6H2O
=0,63gCo NO3 2
gCo NO3 2 6H2O
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 296
LlamandoxalamasadeCo NO ·6H Oqueesnecesarioañadiralos600gdeaguaparaconseguirlaconcentracióndel5%:
xgCo NO3 2 6H2O
0,63gCo NO3 21gCo NO3 2 6H2O
xgCo NO3 2 6H2O 600gH2O100=5%
Seobtiene,x=52g ·6
Laconcentracióndeladisoluciónpreparadaexpresadacomomolalidadymolaridades:
5gCo(NO3)295gH2O
1molCo(NO3)2182,9gCo(NO3)2
10 gH2O1kgH2O
=0,288M
5gCo(NO3)2100gdisolucion
1molCo(NO3)2182,9gCo(NO3)2
1,03gdisolucion1mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=0,282M
6.8.Sedisponede35kgdeunadisoluciónquetienelasiguientecomposición:Fracciónmolardeetanol0,02Fracciónmolardeagua0,98.
a)Calcule lamasadeaguaquehabráqueevaporarde lamismaparaconvertirlaenunadisoluciónacuosa2mdeetanol.b) Sabiendo que la densidad de la disolución resultante es 0,987 g· , calcule sumolaridadysutemperaturadeebullición.
Dato.Constanteebulloscópicadelagua=0,52°C·kg· .(CastillayLeón2000)
a)Dadaslasfraccionesmolaresdeloscomponentesdeladisoluciónsepuedecalcularlafracciónmásicadelamisma:
0,02molC H OH0,98molH O
46gC H OH1molC H OH
1molH O18gH O
=0,92gC H OH17,64gH O
0,92gC H OH
18,56gdisolucion
LasmasasdeC H OHydeH Ocontenidasenlos35kgdedisoluciónson:
35kgdisolucion103gdisolucion1kgdisolucion
0,92gC H OH
18,56gdisolucion=1735gC H OH
35kgdisolucion– 1735gC H OH1kgC H OH
103gC H OH=33,625kgH O
LlamandoxaloskgdeH Oaevaporardeladisoluciónanteriorparaquesea2molal:
2=1735gC H OH33,625–x kgH O
46gC H OH1molC H OH
x=14,8kg
b)Sialadisoluciónanteriorselehanevaporado14,8kgdeH Oquedan 35–14,8 =20,2kgdedisoluciónquecontienen1735gdeC H OH.
Sabiendo que la densidad de la disolución es 0,897 g·cm , es decir, 0,897 kg·L , laconcentraciónmolares:
1735gC H OH20,2kgdisolucion
46gC H OH1molC H OH
0,897kgdisolucion1Ldisolucion
=1,67M
Latemperaturadeebullicióndeunadisoluciónsecalculamediantelaexpresión:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 297
ΔT =k m 1+α n–1
k =constantecrioscopicam=concentracionmolalα=gradodedisociacionionican=numerodeiones
Teniendo en cuenta que se trata de unadisolución acuosade C H OH, soluto no iónico(0)conloquelaexpresiónsesimplificaa:
ΔT =k mTeb=0,52°C·kgmol
2molkg
=1,04°C
Considerando que el disolvente es H O que tiene una T = 100°C, la temperatura deebullicióndeladisoluciónes:
T =100°C+ΔT =101,4°C
6.9.¿Cuáleslamolalidaddeunadisoluciónacuosaenlaquelafracciónmolardelsolutoes0,1?
(Canarias2000)
Encualquiermezclabinariasecumpleque:
x +x =1x =0,9
Tomando como base de cálculo una cantidad de disolución que contenga 0,1moles desoluto,tambiéncontendrá0,9molesdeH O.
Lamolalidaddeladisoluciónes:
0,1molsoluto1molH O
1molH O18gH O
103gH O1kgH O
=6,2m
6.10.Unácido sulfúrico concentrado tieneunadensidadde1,81 g· y esdel91% enmasadeácidopuro.Calculeelvolumendeestadisoluciónconcentradaquesedebe tomarparapreparar500 dedisolución0,5M.
(Canarias2000)
LamasadeH SO quesenecesitaparapreparar500cm dedisolucióndeH SO 0,5Mes:
500cm H SO 0,5M0,5molH SO 1LH SO 0,5M
1LH SO 0,5M
103cm H SO 0,5M98gH SO 1molH SO
=24,5gH SO
ComosedisponedeH SO concentradoderiqueza91%enmasaydensidad1,81g·cm :
24,5gH SO100gH SO 91%
91H SO1cm H SO 91%1,81gH SO 91%
=14,9 91%
6.11. Se dispone de una disolución (DisoluciónA) de ácido clorhídrico del 36% en peso ydensidad1,18g· .a)Calcularelvolumenquehayqueañadirdeestadisolucióna1litrodeotradisolucióndeácidoclorhídricodel12%enpesoydensidad1,06g· paraqueladisoluciónresultanteseaexactamentedel25%enpeso.b) ¿Qué volumende ladisoluciónAhayqueañadira500mLdeotradisolucióndeácidoclorhídrico0,92Mparaquelanuevadisoluciónresulteexactamente1M?c)¿QuévolumendeladisoluciónAsenecesitaparaneutralizar50mLdeunadisolucióndehidróxidodesodioquecontiene100g· ?
(Murcia2000)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 298
a)LasmasasdedisoluciónyHClcontenidasen1LdedisolucióndiluidadeHCl(12%)son:
1LHCl12%103cm HCl12%1LHCl12%
1,06gHCl12%1cm HCl12%
=1060gHCl12%
1060gHCl12%12gHCl
100gHCl12%=127,2gHCl
LasmasasdedisoluciónyHClcontenidasenxmLdedisoluciónconcentradadeHCl(36%)son:
xcm HCl36%1,18gHCl36%1cm HCl36%
=1,18xgHCl36%
1,18xgHCl36%36gHCl
100gHCl36%=0,425xgHCl
Si semezclan x cm deHCl 36% con 1 L deHCl del 12% se obtiene una disolución deconcentración25%enmasadeHCl:
1,18xgHCl36%127,2+0,425x gHCl
1060+1,18x gHCl25%100=25%x=1062 HCl36%
b)ElnúmerodemolesdeHClcontenidosen500mLdisolucióndeHCl0,92Mes:
500mLHCl0,92M1LHCl0,92M
103mLHCl0,92M0,92molHCl1LHCl0,92M
=0,46molHCl
ElnúmerodemolesdeHClcontenidosenymLdedisoluciónconcentradadeHCl(36%)es:
ymLHCl36%1,18gHCl36%1mLHCl36%
36gHCl
100gHCl36%1molHCl36,5gHCl
=1,16·10 ymolHCl
Suponiendo volúmenes aditivos, al mezclar ambas disoluciones se debe obtener unadisolucióndeconcentración1M:
0,46+1,16·10 y molHCl500+10 y LHCl1M
=1Mx=4 HCl36%
c)LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónentreHClyNaOHes:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)
El número de moles de NaOH contenidos en 50 mL de disolución de NaOH deconcentración100g/Les:
50mLNaOH100g/L100gNaOH
103mLNaOH100g/L1molNaOH40gNaOH
=0,125molNaOH
RelacionandoNaOHconladisolucióndeHCl36%(A):
0,125molNaOH1molHCl1molNaOH
1mLHCl36%
1,16·10 molHCl=10,8mLHCl36%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 299
6.12. A diferencia del agua, que reacciona violentamente con los metales alcalinos, elamoníaco líquido se combina con ellos formando disoluciones de intenso color azul.Suponiendo que tiene 1707 g de una disolución de sodio en amoníaco líquido, siendo lafracciónmolardelmetal0,0937,¿cuántosgramosdeamoníacodeberíaevaporarsinecesitaquelafracciónmolaraumentea0,1325?
(Extremadura2001)(CastillayLeón2001)
Unadisoluciónquetienefracciónmolar0,0937paraunodesuscomponentes,paraelotrolafracciónmolares 1–0,0937 =0,9063.
Convirtiendolarazónmolarenrazónmásicayfracciónmásica:
0,0937molNa0,9063molNH
23gNa1molNa
1molNH17gNH
=0,14gNagNH
0,14gNa
1,14gdisolucion
LasmasasdeNayNH contenidasen1707gdeladisoluciónanteriorson:
1707gdisolucion0,14gNa
1,14gdisolucion=210gNa
1707gdisolución–210gNa=1497gNH
Unadisoluciónquetienefracciónmolar0,1325paraunodesuscomponentes,paraelotrolafracciónmolares 1–0,1325 =0,8675.
Convirtiendolarazónmolarenrazónmásica:
0,1325molNa0,8675molNH
23gNa1molNa
1molNH17gNH
=0,207gNagNH
Si ladisolucióndada contiene210gdeNay loque se evaporaesNH , lamasadeéstenecesariaparaobtenerladisoluciónresultantees:
210gNa1gNH30,207gNa
=1014gNH3
LamasadeNH aevaporares:
1497gNH (inicial)–1014gNH (final)=483g (aevaporar)
6.13.Laconcentraciónunadisoluciónacuosadeperóxidodehidrógeno ( ) seexpresausualmente de la forma “agua oxigenada de x volúmenes”. Esto quiere decir que unadeterminadacantidaddedisoluciónpuedeproducirxvecessuvolumendeoxígenogaseosoenc.n.Eloxígenoprovienedeladisociacióndelperóxidodehidrógenoenaguayoxígeno.a)¿Cuáleslamolaridaden deunaguaoxigenadade8volúmenes?b)Propongaunaestructuramolecularparael ,justificandosugeometríaenfuncióndelanaturalezadesusenlaces.
(Extremadura2001)
a)Laexpresión8volúmenesquieredecirquehay:
8mLO2mLdisolucionH O
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealadescomposicióndelH O es:
2H O (aq)2H O(l)+O2(g)
RelacionandoO2conH O :
Cuesti
b)La
SegúsustaparescadaAX2Eestéres teoxígealgun
6.14.2,45juntomasaCalcu
Al invasoproce
Laprmedi
Cuan
Lasc
Lasfr
x
x
ionesyProble
8mLmLdisoluc
aestructura
n el modeancia cuya dsdeelectroátomo cen
E2 a la querico(m+n)=etraédrica reno y la genosautores
UnvasoAcgdeunasuosenun recatotaldelvaulelamasam
ntroducir amBalAhastedentedelH
m = 24
resiónparciiantelaexpr
p=p° 1
ndosealcanz
p =p
cantidadese
Amm
fraccionesm
=1
=2,45gX
masdelasOlim
LO2cionH O
12
deLewisde
elo RPECVdistribuciónnessolitariotral se ajuse correspon=4porloqurespecto aeometría escon“forma
contiene1,68ustanciaX,ncipientevacíasoAes24,9molecularde
mbas disolutaqueenamH Osonigua
4,9g 21,6
ialqueejercresión:
x
zaelequilib
p°
enambosva
= 20g+=1
molaresson:
1,68gC H
2,45gX
1molXMgX +2
mpiadasdeQu
1mmolO222,4mLO2
2
elH O es:
se tratan de ligandoosalrededosta a la fórmnde un númueladisposicada átomos como llamadelibro”.
8gdesacaronoelectrólitoíoy seesper9g.elasustanci
ciones en umbasdisoluales.Lamas
68g =3,22
ceelvaporp
p=prep°=prx =fra
briosecump
1 x
sosson:
+3,22g =2,68g
1,68gC H
O342g1mol
X1molXMgX
0,78gH O
uímica.Volume
2mmolH O1mmolO2
unaos yordemulameroicióno deman
osa,oynovolátra.Alcabod
iaX.
un recipientuciones lassadeH Otr
g
procedente
esióndevapesióndevapacciónmola
pleque:
=p° 1
23,22g B
H O3421mo
C H OC H O
1molH O18gH O
en1.(S.Menar
O
2=0,71M
,en20gdtilen24gddeuncierto
te vacío se ppresionespansferidaes
deunlíqui
ordeladisopordeldisordelsoluto
x
mm =2
gC H OolC H O
+23,22gH
rgues&F.Latre
M
deagua;otrdeagua.Loso tiempo se
(
produce elparcialesques:
doenunam
oluciónlvente
= 24,9g2,45g
O1molH18gH O
e)
rovasoBconsvasossecoencuentraq
(CastillayLeón
paso deHeejerceel v
mezcla,seca
3,22g =20
OO
=0,9962
300
ntieneolocanque la
n2001)
Odelvapor
alcula
0,78g
2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 301
Sustituyendoenlaexpresiónanterior:
0,0038=2,45gX
1molXMgX
2,45gX1molXMgX +20,78gH O
1molH O18gH O
M=556,4g·
3.15.Lalegislaciónmedioambientalestablecelossiguienteslímitesparalasconcentracionesdeionesdemetalespesadosenlosvertidosdeaguasresiduales:
cadmio<0,05ppm aluminio<0,5ppm.Un laboratoriodeanálisisdemetalespesadosgeneracomo residuounadisoluciónacuosaquees10 Mennitratodealuminioy10 Mennitratodecadmio.Calcule:a)Elcontenidodelosiones y dedichadisoluciónexpresadosenmg/L.b)Elvolumendeaguapuraquedebemezclarseconcadalitrodeestadisoluciónparaqueelvertidocumplalalegislaciónvigente.
(CastillayLeón2002)
a)Portratarsededisolucionesacuosasdiluidassepuedeconsiderar laconcentraciónenppmcomomgsoluto/Lagua.
LaconcentracióndeAl deladisolución,expresadaenmg/L,es:
10 molAl NO1Ldisolucion
1molAl
1molAl NO27gAl1molAl
103mgAl1gAl
=0,27mg
L
El valor 0,27 ppm < 0,5 ppm, valor máximo permitido por la legislación, por lo tantorespectoalAl sepuederealizarelvertidosinproblemas.
LaconcentracióndeCd ,expresadaenppm,deladisoluciónes:
10 molCd NO1Ldisolucion
1molCd
1molCd NO112,4gCd1molCd
103mgCd1gCd
=1,12mg
L
El valor 1,12 ppm > 0,05 ppm, valormáximo permitido por la legislación, por lo tantorespecto al será necesario diluir para poder realizar el vertido del aguacontaminada.
b) Considerando volúmenes aditivos, y llamando V a los litros de agua a añadir paraconseguirlaconcentraciónpermitidaenelcasodelCd:
1,12mgCd1+V Ldisolucion
=0,05mgCd
LdisolucionV=21,5LH2O
6.16.Senecesita1litrodeunciertoácidosulfúricoparareaccionartotalmentecon1kgdecarbonatosódicoanhidro.Calcularlamolaridaddeesteácidoycómopodríaprepararsepordiluciónapartirdeotroácidosulfúricoconcentradoconunadensidadde1,830g/mLyquecontiene93,64%de .
(Baleares2002)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNa CO yH SO es:
Na CO (s)+H SO (aq)Na SO (aq)+CO (g)+H O(l)
RelacionandoNa CO yH SO :
1000gNa CO1molNa CO106gNa CO
1molH SO1molNa2CO3
=9,43molH SO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 302
Lamolaridaddeladisoluciónácidaes:
9,43molH SO1Ldisolucion
=9,43M
La masa de disolución de H SO de riqueza 93,64% necesaria para preparar 1 L dedisolución9,43Mes:
9,43molH SO98gH SO1molH SO
100gH SO 93,64%
93,64gH SO=987g 93,64%
Elprocedimientoexperimentales:
▪Sepesan987gdeH SO del93,64%.
▪Seintroduceunpocodeaguaenunrecipienteconcapacidadparaunlitrodedisolución.
▪Seañadenlentamentelos987gdeH SO del93,64%alavezqueseagitaconcuidadolamezcla.
▪Elprocesodedisolucióndelácidosulfúricoenaguaes fuertementeexotérmico,por loqueunavezque lamezcla sehayaenfriado, se completa conaguahastaobtener1Ldedisolución.
Tambiénsepodríahabercalculadoelvolumencorrespondientealos987gdeH SO del93,64%aañadir:
100gH SO 93,64%1mLH SO 93,64%1,830gH SO 93,64%
=539mL 93,64%
peroenellaboratorioresultamásproblemáticomediresevolumenconunaprobetaquemedirlamasaconunabalanza.
6.17.En lafabricacióndeácidosulfúricoporelmétodode lascámarasdeplomo,ahoraendesuso, se obtiene un ácido sulfúrico con una riqueza del 63,66% en masa. Calcule lacantidaddeaguaquesedebeevaporar,porkgdemezclainicial,paraconcentrardichoácidohastaun75%enmasaderiqueza.
(CastillayLeón2004)
LasmasasdeH SO yH Ocontenidasen1kgdedisoluciónderiqueza63,66%es:
10 gH SO 63,66%63,66gH SO
100gH SO 63,66%=636,6gH SO
LlamandoxalamasadeH Oquedebeevaporardeladisoluciónanteriorparatenerunariquezadel75%:
636,6gH SO1000–x gdisolucion
100=75%x=151,2g
6.18.Sedeseanpreparar30gdeunadisoluciónal60%enpesodeetanol.Paraello,partiremosdeunadisoluciónacuosadeetanolal96%envolumenydeaguadestilada.Alatemperaturadetrabajo,ladensidaddeladisolucióndeetanolal96%es0,81g/mLyladensidaddelagua1,000g/mL.¿Quévolumendeambassustanciastendremosquemezclarparaprepararladisolución?Calculetambiénlafracciónmolardeletanolenladisoluciónobtenida.(Dato.Densidaddeletanolabsoluto=0,79g/mL)
(Murcia2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 303
Lasmasasdeetanol,C H O,ydeaguacontenidasen30gdedisolucióndeetanolal60%enpesoson:
30gC H O60%(w/w)60gC H O
100gC H O60%(w/w)=18gC H O
30gC H O60%(w/w)–18gC H O=12gH O
Relacionandoeletanolabsoluto(100%)conladisolucióndel96%envolumen:
18gC H O1mLC H O
0,79mLC H O100mLC H O96%(v/v)
96mLC H O=23,7mL O96%(v/v)
Elvolumendeaguaaañadir:
23,7mLC H O96%(v/v)0,81gC H O96%(v/v)1mLC H O96%(v/v)
=19,2gC H O96%(v/v)
30gC H O60%(w/w)–19,2gC H O96%(v/v) gH O1mLH O1,000gH O
=10,8mL
Lafracciónmolardeladisoluciónobtenidaes:
x O=18gC H O
1molC H O46gC H O
18gC2H6O1molC H O46gC H O +12gH O
1molH O18gH O
=0,37
6.19.Al preparar una disolución al 50% de hidróxido potásico partiendo de un productocomercialconun90%deriqueza,seagregóunexcesodeagua,resultandounalejíadel45%.¿Cuántoproducto comercialdebeañadirsea200gramosde estadisoluciónpara tener laconcentracióndeseada?
(Galicia2004)
LamasadeKOHcontenidaen200gdedisolucióndeKOHal45%enmasaes:
200gKOH45%45gKOH
100gKOH45%=90gKOH
LamasadeKOHcontenidaenxgdedisolucióndeKOHal60%enmasaes:
xgKOH60%60gKOH
100gKOH60%=0,6xgKOH
Almezclarambasdisolucionessepuedeobtenerunacuyaconcentraciónseadel50%enmasa:
90+0,6x gKOHx+200 gKOH50%
100=50%x=100gKOH60%
6.20.Sepreparaunadisoluciónmezclando30mLdeagua,dedensidad1000kg/ y40mLdeacetonadedensidad0,6g/ .Ladensidadde ladisolución resultante es iguala0,9kg/L.Calculalaconcentracióndeacetonaexpresadaen%enmasayenmolaridad.
(Baleares2005)
LasmasasdeH OydeC H Oquesemezclanson:
30mLH O1000kgH O1m3H O
1000gH O1kgH O
1m3H O
106mLH O=30gH O
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 304
40mLC H O0,6gC H O1mLC H O
=24gC H O
Laconcentracióndeladisoluciónexpresadacomo%enmasaes:
24gC H O24+30 gdisolucion
100=44%
Laconcentraciónmolardeladisoluciónes:
24gC H O24+30 gdisolucion
1molC H O58gC H O
10 gdisolucion1kgdisolucion
0,9kgdisolucion1Ldisolucion
=6,9M
6.21. Calcula el volumen de ácido sulfúrico (tetraoxosulfato (VI) de hidrógeno) comercial(ρ=1,8g· y riqueza90% enmasa)que senecesitaparapreparar500 deunadisolucióndeácidosulfúrico0,1M.
(Canarias2006)
LamasadeH SO quesenecesitaparapreparar500cm deladisolución0,1Mes:
500cm H SO 0,1M1LH SO 0,1M
103cm H SO 0,1M0,1molH SO1LH SO 0,1M
98gH SO1molH SO
=4,9gH SO
ComosedisponedeH SO comercialderiqueza90%y=1,8g·cm ,elvolumenquesenecesitaes:
4,9gH SO100gH SO 90%
90gH SO1cm H SO 90%1,8gH SO 90%
=3 90%
6.22. Calcula los gramos de soluto que es preciso añadir a 400mL de una disolución deriqueza30%ydensidad1,32g· paraconvertirlaenotradel40%.
(Baleares2006)
Lasmasasdedisoluciónydesolutode400mLdeunadisoluciónderiqueza30%es:
400mLdisolucion30%1,32gdisolucion30%1mLdisolucion30%
=528gdisolucion30%
528gdisolucion30%30gsoluto
100gdisolucion30%=158gsoluto
Llamandoxamasadesolutoaañadira ladisoluciónanteriorparaquelaconcentraciónaumentehastael40%:
158+x gsoluto528+x gdisolucion
100=40%x=88gsoluto
6.23. La cerveza que se consume corrientemente tiene un 3,5% de contenido en alcoholetílico, .Calcula lamasadealcoholpresente enunabotellaque contiene330mL(“untercio”)decervezasuponiendoqueladensidaddeestaesiguala1,00g· .
(Baleares2007)
Lamasade alcohol etílico (C H OH) contenida enunbotellínde cervezade 330mLdedisoluciónes:
330mLcerveza1gcerveza1mLcerveza
3,5gC H OH100gcerveza
=11,6g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 305
6.24. Se mezclan 30 mL de agua de densidad 1000 kg/ con 40 mL de acetona( ) de densidad 0,6 g/mL. La densidad de la disolución resultante es 0,9 kg/L.Calculalaconcentracióndeestadisoluciónexpresadaen%masayenmolaridad.
(Valencia2007)
Lasmasasdeacetonayaguaquesemezclanson:
40mLCH COCH0,6gCH COCH1mLCH COCH
=24gCH COCH
30mLH O1m3H O
106mLH O1000kgH O1m3H O
103gH O1kgH O
=30gH O
Aplicandoelconceptodeporcentajeenmasa:
24gCH COCH24gCH COCH +30gH O gdisolucion
100=44,4%
Aplicandoelconceptodemolaridad:
24gCH COCH54gdisolucion
1molCH COCH58gCH COCH
103gdisolucion1kgdisolucion
0,9kgdisolucion1Ldisolucion
=6,9M
6.25. Unwhisky contiene un 40% en volumen de alcohol. Aproximadamente, el 15% delalcoholingeridopasaalasangre.¿Quéocurreconelrestodelalcohol?¿Cómosepierde?Calculalaconcentracióneng/ yenmol/Ldealcoholensangredeunhombretrasbebertreswhiskiesenunafiesta.Elhombretiene70kgdepeso.Si la concentración de 0,003 g/ es indicativa de intoxicación etílica, ¿se intoxicó elhombre?Datos.Alcohol= ;volumendeunacopadewhisky=100mL;densidaddelalcohol=0,79kg/L;elvolumendesangrevaríasegúnelpesodelcuerpo.Enunhombreyenlitroseselresultadodel8%delamasacorporal.Comodatoscuriososdiremosqueelmáximopermitidoparaconducires0,3g/Lensangreyqueconunacantidadde4g/Lseentraencomaetílico.
(Galicia2008)
LamasadeCH CH OH(=0,79g·mL )queingiereelhombrealtomarlastrescopases:
3copas100mLwhisky
1copa40mLCH CH OH100mLwhisky
0,79gCH CH OH1mLCH CH OH
=94,8gCH CH OH
LamasadeCH CH OHquepasaalasangrees:
94,8gCH CH OH15gCH CH OH(sangre)100gCH CH OH(ingerido)
=14,2gCH CH OH(sangre)
Elvolumendesangredeunhombrede70kges:
70kg8Lsangre100kg
=5,6Lsangre
Despreciando el volumen ocupado por el alcohol etílico en la sangre, la concentraciónexpresadacomog·cm es:
14,2gCH CH OH5,6Lsangre
1Lsangre
103cm3sangre=0,0025
gcm3sangre
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 306
Este valor es menor que 0,003 g·cm , por tanto, el hombre no sufrió intoxicaciónetílica.Sinembargo,estevalores10vecessuperioralpermitidoporlaleyparaconducir(0,3g·L ).
Despreciando el volumen ocupado por el alcohol etílico en la sangre, la concentraciónexpresadacomomol·L es:
14,2gCH CH OH5,6Lsangre
1molCH CH OH46gCH CH OH
=0,055molL
Elrestodealcoholingeridosereparteporlosórganosdelcuerpoyseeliminaatravésdelaliento,orina,sudor.
6.26.Ciertaempresafabricabateríasparaautomóvilesynecesitapreparar4500Ldiariosdeácidosulfúricodel34%deriquezaenpeso(densidad1,25g/mL).¿Cuántos litrosdeácidosulfúrico concentrado (98%de riquezaenpeso,densidad1,844g/mL) se requeriránparacubrirlasnecesidadesdiariasdelasempresa?
(PreselecciónValencia2008)
Lamasadedisolucióndel34%quesenecesitaes:
4500LH SO 34%103mLH SO 34%1LH SO 34%
1,25gH SO 34%1mLH SO 34%
=5,63·106gH SO 34%
LamasadeH SO quecontienees:
5,63·106gH SO 34%34gH SO
100gH SO 34%=1,91·106gH SO
Comosedisponededisolucióndel98%:
1,91·106gH SO100gH SO 98%
98gH SO=1,95·106gH SO 98%
Elvolumendedisolucióndel98%es:
1,95·106gH SO 98%1mLH SO 98%1,844gH SO 98%
1LH SO 98%
103mLH SO 98%=1057L 98%
6.27.Apartirdeácidoclorhídricocomercialdedensidad1,18g/mLy36%enpeso,sequierepreparar500mLdeunadisolución0,5Myposteriormente100mLdeunadisolución0,1Mapartirdelaanterior.Indiqueloscálculosnecesariosyelprocedimientoaseguir.CalculeelnúmerodegramosdeHquehayen losúltimos100mLdedisolución,incluyendolosprocedentesdeagua.
(Murcia2009)
Parapreparar500mLdedisolucióndeHCl0,5MapartirdeHClderiqueza36%.
500mLHCl0,5M1LHCl0,5M
103mLHCl0,5M0,5molHCl1LHCl0,5M
36,5gHCl1molHCl
=9,1gHCl
ComosedisponedeHClcomercialderiqueza36%y=1,18g·mL ,elvolumenquesenecesitaes:
9,1gHCl100gHCl36%
36gHCl1mLHCl36%1,18gHCl36%
=21,5mLHCl36%
Elprocedimientoexperimentales:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 307
▪Sellenaconaguahastasumitadunmatrazaforado500mL.
▪Semidenconunapipeta21,5mLdeHClderiqueza36%yse introducenenelmatrazaforado.
▪ Se agita lamezcla y se completa con agua hasta llegar el aforo, cuidando de añadir laúltimaporcióndeaguaconuncuentagotas.
Parapreparar100mLdedisolucióndeHCl0,1MapartirdeHCl0,5M
100mLHCl0,1M1LHCl0,1M
103mLHCl0,1M0,1molHCl1LHCl0,1M
=0,01molHCl
ComosedisponedeHCl0,5M,elvolumenquesenecesitaes:
0,01molHCl1LHCl0,5M0,5molHCl
103mLHCl0,5M1LHCl0,5M
=20mLHCl0,5M
Elprocedimientoexperimentales:
▪Sellenaconaguahastasumitadunmatrazaforado100mL.
▪Semidenconunapipeta21,5mLdedisolucióndeHCl0,5Myseintroducenenelmatrazaforado.
▪ Se agita lamezcla y se completa con agua hasta llegar el aforo, cuidando de añadir laúltimaporcióndeaguaconuncuentagotas.
LamasadeHcontenidosenelHClañadidoes:
0,01molHCl1molH1molHCl
1gH1molH
=0,01gH
Como la disolución 0,1M contiene poco soluto se puede suponer que su densidad es 1g·mL ,conloquelamasadeH Ocontenidaenlos100mLdedisolución0,1Mes:
100gHCl0,1M–0,01molHCl36,5gHCl1molHCl
=99,64gH O
99,64gH O1molH O18gH O
2molH1molH O
1gH1molH
=11,07gH
LamasatotaldeHcontenidaenladisoluciónes:
0,01gH+11,07gH=11,08gH
6.28.Eletilenglicol, − ,osimplementeglicol,esun líquidodedensidad1,115g/ que seutilizacomodisolventeyanticongelante. ¿Quévolumendeesta sustanciaesnecesariodisolverparapreparar750mLdeunadisolucióndeglicol0,250M?
(Baleares2009)
Elnúmerodemolesdeglicolcontenidosen750mLdedisolución0,250Mes:
750mLglicol0,250M1Lglicol0,250M
103mLglicol0,250M0,250molglicol1Lglicol0,250M
=0,1875molglicol
Elvolumendeglicoles:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 308
0,1875molglicol62gglicol1molglicol
1cm3glicol1,115gglicol
=10,4cm3glicol
6.29.Unadisolucióndeácidonítricotieneunadensidadde1,124g/mLy20,69%(P/PT).Setoman 40mL de dicha disolución y se diluyen con agua a 15°C (ρ = 1 g/mL) hasta unvolumende250mL.¿Cuáleslaconcentracióneng/Ldeladisolucióndiluida?
(Córdoba2010)
LamasadeHNO contenidaen40mLdedisoluciónderiqueza20,69%es:
40mLHNO 20,69%1,124gHNO 20,69%1mLHNO 20,69%
20,69gHNO
100gHNO 20,69%=9,3gHNO
Laconcentracióndeladisoluciónes:
9,3gHNO250mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=37,2g/L
6.30.Semezclan50mLdeunadisoluciónquecontiene54,6gdesulfatodeamonioen500mL de disolución con 75mL de otra disolución 0,52M de lamisma sal.De la disoluciónresultantede lamezclan se toman30mLy sediluyenconaguahastaobtener100mLdedisolución final.Calcule la concentraciónde ladisolución finalexpresando el resultado enconcentraciónmolaryppm.
(CastillayLeón2011)
Laconcentraciónmolardeladisolución(A)es:
54,6g NH SO500mLdisolucionA
1mol NH SO132g NH SO
1000mLdisolucionA1LdisolucionA
=0,827M
Elnúmerodemmolesdesolutocontenidosen50mLdeestadisoluciónes:
50mLdisolucionA0,827mmol NH SO1mLdisolucionA
=41mmol NH SO
Elnúmerodemmolesdesolutocontenidosen75mLdeladisoluciónB(0,52M)es:
75mLdisolucionB0,52mmol NH SO1mLdisolucionB
=39mmol NH SO
Considerandovolúmenesaditivos, laconcentraciónmolarde ladisoluciónresultante(C)demezclarlosvolúmenesdadosdelasdisolucionesAyBes:
41+39 mmol NH SO50+75 mLdisolucionC
=0,64M
Elnúmerodemmolesdesolutocontenidosen30mLdeladisoluciónCes:
30mLdisolucionC0,64mmol NH SO1mLdisolucionC
=19,2mmol NH SO
Considerando volúmenes aditivos, la concentración molar de la disolución final (D)obtenidaaldiluirenaguaelvolumendadodeladisoluciónC:
19,2mmol NH SO100mLdisolucionD
=0,192M
Laconcentracióndeladisoluciónfinal(D)expresadaenppmes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 309
0,192mmol NH SO1mLdisolucionD
132mg NH SO1mmol NH SO
10 mLdisolucionD1LdisolucionD
=25344ppm
6.31.Eltérmino“proof”queapareceenlasbotellasdebebidasalcohólicassedefinecomoeldobledelporcentajeenvolumendeetanolpuroenladisolución.Así,unadisolucióndel95%(v/v)deetanoles190proof.¿Cuáleslamolaridaddeunadisoluciónquesea92“proof”?
(Datos.Etanol, ;densidaddeletanol:0,8g/ ;densidaddelagua:1g/ )(Valencia2011)
Tomandocomobasedecálculo100mLdebebidayaplicandoelconceptodemolaridad
M=46mLCH CH OH100mLbebida
0,8gCH CH OHmLCH CH OH
1molCH CH OH46gCH CH OH
1000mLbebida1Lbebida
=8molL
6.32. El ácido nítrico ( ) es utilizado comúnmente como reactivo de laboratorio, seemplea para fabricar explosivos como nitroglicerina y trinitrotolueno (TNT), así comofertilizantescomoelnitratodeamonio.Tieneusos,además,enmetalurgiayaquereaccionacon lamayoríade losmetales.Cuandosemezclaconácidoclorhídrico(HCl)formaelaguaregia,reactivocapazdedisolvereloroyelplatino.Se dispone de dos disoluciones de ; la disolución 1 de densidad 1,36 g/mL y 62,7%riquezaenpeso,yladisolución2,dedensidad1,13g/mLy22,3%deriqueza.a)Sisemezclan1000mLdeladisolución1con1000mLdeladisolución2,calculael%de
enladisoluciónresultante,lamolaridadyelvolumenfinal.b)¿Quévolumendeladisolución1hayqueañadira50mLdeladisolución2paraobtenerunadisoluciónde 12M.
(Murcia2012)
a)Disolución1(62,7%yρ=1,38g/mL):
1000mLHNO 62,7%1,38gHNO 62,7%1mLHNO 62,7%
=1380gHNO 62,7%
LamasadeHNO contenidaendichadisoluciónes:
1380gHNO 62,7%62,7gHNO
100gHNO 62,7%=865,3gHNO
Disolución2(22,3%yρ=1,13g/mL):
1000mLHNO 22,3%1,13gHNO 22,3%1mLHNO 22,3%
=1130gHNO 22,3%
LamasadeHNO contenidaendichadisoluciónes:
1130gHNO 22,3%22,3gHNO
100gHNO 22,3%=252,0gHNO
Laconcentracióndeladisoluciónresultanteexpresadacomoporcentajeenmasaes:
863,5+223,0 gHNO1380+1130 gdisolucion
100= , %
Suponiendovolúmenesaditivoselvolumendeladisoluciónresultantees2000mL.
Laconcentracióndeladisoluciónresultanteexpresadacomomolaridades:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 310
863,5+223,0 gHNO2000mLdisolucion
1molHNO63gHNO
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=8,9M
Laconcentraciónmolardecadaunodelasdisolucionesoriginaleses:
Disolución1(62,7%yρ=1,38g/mL):
62,7gHNO100gHNO 62,7%
1,38gHNO 62,7%1mLHNO 62,7%
1molHNO63gHNO
10 mLHNO 62,7%1LHNO 62,7%
=13,7M
Disolución2(62,7%yρ=1,38g/mL):
22,3gHNO100gHNO 22,3%
1,13gHNO 22,3%1mLHNO 22,3%
1molHNO63gHNO
10 mLHNO 22,3%1LHNO 22,3%
=4,0M
Considerandovolúmenesaditivos,elvolumendedisolución1(D )quehayqueañadira50mLdeladisolución2(D )paratenerunadisolución12Mes:
xmLD13,7mmolHNO
1mLD +50mLD4,0mmolHNO
1mLD x+50 mLdisolucion
=12M
Seobtiene,x=235,3mL ( 62,7%)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 311
7.CUESTIONESdeREACCIONESQUÍMICAS
7.1.Paralasiguientereacción:
3Fe(s)+2 (g) (s)¿Cuántosmolesde (g)sonnecesariosparareaccionarcon27,9molesdeFe?a)9,30b)18,6c)55,8d)41,9e)27,9
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.L.Asturias2009)
ElnúmerodemolesdeO es:
27,9molFe2molO3molFe
=18,6mol
Larespuestacorrectaeslab.
7.2.Dadalareacción:
(g)+2NaOH(aq)NaCl(aq)+NaClO(aq)+ (l)¿Cuántosgramosdehipocloritosódicopuedenproducirseporreacciónde50,0gde (g)con500,0mLdedisoluciónNaOH2,00M?a)37,2b)52,5c)74,5d)26,3e)149
(O.Q.N.Navacerrada1996)(O.Q.N.Burgos1998)(O.Q.L.Asturias2002)(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Asturias2008)(O.Q.L.Madrid2011)(O.Q.L.Córdoba2011)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
50gCl1molCl71gCl
=0,7molCl
500mLNaOH2M2molNaOH
10 mLNaOH2M=1molNaOH
1molNaOH0,7molCl2
=1,4
Comolarelaciónmolaresmenorque2quieredecirquesobraCl ,porloqueNaOHeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNaClOformado:
1molNaOH1molNaClO2molNaOH
74,5gNaClO1molNaClO
=37,3gNaClO
Larespuestacorrectaeslaa.
7.3.Ladenominada“lluviaácida”tienesuprincipalorigenen:a)Elagujerodelacapadeozono.b)UnaumentobruscodelpHylatemperaturaenelinferiordeunagotafría.c)Laemisióndedióxidodeazufrealaatmósfera.d)Undescensodelapresiónparcialdeoxígenoenlaatmósfera.
(O.Q.L.Murcia1996)
El fenómeno de la “lluvia ácida” tiene su origen en el aumento de la concentración dedióxido de azufre, SO , y trióxido de azufre, SO , en la atmósfera que se ha producidodurantelosúltimosañosenlospaísesindustrializados.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 312
Elorigendeesteaumentoestá,ademásdelasemisionesnaturalesdedióxidodeazufrealaatmósferaporpartedelosvolcanes,enlasqueseproducendemaneraantropogénicacomo la combustión del azufre que se encuentra como contaminante natural de loscombustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) y que produce dióxido de azufre.Tambiéncontribuyeeldióxidodeazufreproducidoenlatostacióndesulfurosmetálicosparaobtenerloscorrespondientesmetales.Porejemplo,enlatostacióndelapirita:
4FeS (s)+11O (g)2Fe O (s)+8SO (g)
Existen diferentes vías por las que el dióxido de azufre atmosférico puede oxidarse atrióxidodeazufre:
Radiaciónsolar:
2SO (g)+O (g) 2SO (g)
Reacciónconozono:
SO (g)+O (g)SO (g)+O (g)
Posteriormente, losóxidosdeazufreencontactoconelaguade lluvia formanlosácidoscorrespondientes:
SO (g)+H O(l)H SO (aq)
SO (g)+H O(l)H SO (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
7.4.Paralasiguientereacción:
(s)+5 (g)+6 (l)4 (l)Sireaccionan40,0gde (g)con (s)ysobran8,00gde (g)despuésde lareacción,¿cuántosgramosde (s)sequemaron?a)8,00b)37,2c)48,0d)31,0e)24,8
(O.Q.N.CiudadReal1997)
ApartirdelamasaconsumidadeO secalculalamasadeP quesequema:
40,08,0 gO1molO32gO
1molP5molO
124gP1molP
=24,8g
Larespuestacorrectaeslae.
7.5.Alreaccionar6gramosdehidrógenoy16gramosdeoxígenoseobtienen:a)18gdeaguab)22gdeaguac)20gdeaguad)10gdeagua
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.Baleares2007)(O.Q.L.Madrid2010)
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndelaguaes:
2H (g)+O (g)2H O(l)
UV radiación
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 313
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
6gH1molH2gH
=3,0molH
16gO1molO32gO
=0,5molO
3,0molH0,5molO
=6
Como la relaciónmolar esmayor que2 quiere decir que sobraH , por lo que eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH Oformada:
0,5molO2molH O1molO
18gH O1molH O
=18g
Larespuestacorrectaeslaa.
(EnCastillayLeón1998secambianlascantidadesdereactivos).
7.6.Alañadirsodiometálicoalagua:a)Sedesprendeoxígeno.b)Elsodio flotayaldisolverse lentamente semueveen trayectoriascurvassiguiendocurvaselípticasdeltipodeBernouilli.c)Elsodiosedisuelveynohayotrareacciónaparente.d)Seproduceunamuyvigorosareacciónquepuedellegaralaexplosión,condesprendimientodehidrógeno.e)Elsodioesinestableydescomponeelaguadandounadisoluciónácida.
(O.Q.L.Murcia1997)(O.Q.L.Madrid2009)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNayH Oes:
2Na(s)+2H O(l)2NaOH(aq)+H (g)
En este proceso se desprende gran cantidad de calor que hace que elmetal se funda einclusoseproduzcaunaexplosión.
Larespuestacorrectaeslad.
7.7. Cuando se calienta unamezcla de una disolución de nitrato de amonio con otra dehidróxidodesodioseobtieneungasque:a)Contienehidrógenoyoxígenoenproporción5:4.b)Hacequeunpapeldetornasolhumedecidotomecolorazul.c)Reaccionaconfacilidadconelhidrógeno.d)Essimplementevapordeagua.
(O.Q.L.Murcia1997)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNH NO yNaOHes:
NH NO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+NH (g)+H O(l)
ElNH formadotienepropiedadesbásicasquehacequeeltornasol,indicadorácido‐base,tomecolorazul.
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 314
7.8.Dadalasiguientereacciónquímica:
+½ ¿Cuántosmolesde senecesitaránparaquereaccionencon22,5gde ?a)0,31molesb)2molesc)4,25molesd)0,18moles
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
RelacionandoSO conO :
22,5gSO1molSO64gSO
1molO2molSO
=0,18mol
Larespuestacorrectaeslad.
7.9. La combustión demetano conduce a la formación de dióxido de carbono y agua. Si seintroducen10,0gdeoxígenoy10,0gdemetanoenunrecipientecerrado.¿Cuántosmolesdeaguasepuedenformar?a)0,31molesc)1,88·10 molesb)2,54molesd)4,24moles
(O.Q.L.CastillayLeón1997)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
10,0gO1molO32gO
=0,3125molO
10,0gCH1molCH2gCH
=0,625molCH
0,3125molO0,625molCH
=0,5
Como larelaciónmolaresmenorque2quieredecirquesobraCH ,por loque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH Oformada:
0,3125molO2molH O2molO
=0,3125mol
Larespuestacorrectaeslaa.
7.10.Señalasialgunodelossiguientesprocesospuededarsecomoquímico:a)Fusióndelhierro.b)Combustióndelagasolina.c)Congelacióndelagua.d)Disolucióndeazúcarenagua.
(O.Q.L.CastillayLeón1997)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
La fusión del hierro, congelación del agua y disolución del azúcar en agua son cambiosfísicos,quesólollevanaunestadodiferentedeagregación.
La combustión de la gasolina es un cambio químico, ya que las sustancias finales delprocesosondiferentesdelasiniciales.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 315
Larespuestacorrectaeslab.
7.11.¿Encuáldelossiguientesprocesosestáimplicadaunatransformaciónquímica?a)Elsecado,alairelibreyalsol,deunatoallahúmeda.b)Lapreparacióndeuncaféexpréshaciendopasarvapordeaguaatravésdecafémolido.c)Ladesalinizacióndelaguaporósmosisinversa.d)Laadicióndelimónalté,porloqueestecambiadecolor.
(O.Q.L.Murcia1998)
Para que exista un cambio químico es preciso los reactivos y productos tengancomposiciónquímicadiferente.
a)Falso.Enelsecadoseproduceunprocesofísicodecambiodeestado:
H O(l)+calorH O(g)
b)Falso.Lapreparacióndeuncaféesunprocesofísicodeextracción.
c)Falso.Ladesalinizacióndelaguaesunprocesofísicoenelquelaspartículasdesolutopasanatravésdelosporosdeunamembrana.
d)Verdadero.Laadiciónde limónal té implicaunareacciónquímicaquesemanifiestaconuncambiodecolor.
Larespuestacorrectaeslad.
7.12. ¿Cuálde los siguientescompuestosproducirá,porcombustióncompletade1gdeél, lamayormasadedióxidodecarbono?a)Metano( )b)Etino( )c)Buteno( )d)Pentano( )
(O.Q.L.Murcia1998)(O.Q.L.CastillayLeón2003)
a)Falso.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
LamasadeCO obtenidoes:
1gCH1molCH16gCH
1molCO1molCH
44gCO1molCO
=2,8gCO
b)Verdadero.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeletinoes:
C H (g)+52O (g)2CO (g)+H O(l)
LamasadeCO obtenidoes:
1gC H1molC H26gC H
2molCO1molC H
44gCO1molCO
=3,4g
c)Falso.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelbutenoes:
C H (g)+6O (g)4CO (g)+4H O(l)
LamasadeCO obtenidoes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 316
1gC H1molC H56gC H
4molCO1molC H
44gCO1molCO
=3,1gCO
d)Falso.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelpentanoes:
C H (g)+8O (g)5CO (g)+6H O(l)
LamasadeCO obtenidoes:
1gC H1molC H72gC H
5molCO1molC H
44gCO1molCO
=3,1gCO
Larespuestacorrectaeslab.
7.13.LamayoraportacióndeLavoisieralaQuímicaseprodujocuando:a)Describió,porprimeravez,elefectofotoeléctrico.b)Estableciólaleydelaconservacióndelamasa.c)SintetizóelPVC.d)Descubrióelneutrón.
(O.Q.L.Murcia1998)
a)Falso.ElefectofotoeléctricofuedescubiertoporHeinrichHertzen1887yexplicadoporAlbertEinsteinen1905.
b)Verdadero.AntoineLaurentLavoisier en 1879publica Traité Élémentaire de Chimiedondeexplicalaleydeconservacióndelamasa.
c)Falso.Elclorurodepolivinilo(PVC)fuedescubiertoaccidentalmenteporHenryVictorRegnault(1835)yporEugenBauman(1872).Enambasocasiones,elpoliclorurodeviniloapareció como un sólido blanco en el interior de frascos que habían sido dejadosexpuestosalaluzdelsol.En1926,WaldoSemon,investigadordeB.F.Goodrich,desarrollóunmétodoparaplastificarelPVC.
d) Falso. El neutrón fue descubierto en 1932 por James Chadwick al identificarlo en lapenetranteradiaciónqueseproducíaalbombardearnúcleosdeberilioconpartículasalfa:
Be49 + He2
4 C612 + n0
1
Larespuestacorrectaeslab.
7.14.SilareacciónentrelassustanciasAyBtranscurredeacuerdoalaecuación
A(g)+2B(g)xCpuedeafirmarseque:a)PuestoqueAyBsongaseosos,Cdebesertambiénungas.b)LarelaciónentrelasmasasdeAyBquereaccionanes½.c)Como1moldeAreaccionacon2molesdeB,xdebevaler3.d)Nadadeloanteriorescierto.
(O.Q.L.Murcia1998)
a)Falso.Elestadodeagregacióndelosproductosnotienenadaqueverconelestadodeagregacióndelosreactivos.Porejemplo,lasíntesisdeagua:
2H (g)+O (g)2H O(l)
Sinembargo,enlaformacióndeSO todaslassustanciassongaseosas:
2SO (g)+O (g)2SO (g)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 317
b)Falso.½eslarelaciónmolarentreAyB.LarelaciónentrelasmasasdependedecuálseaelvalordelasmasasmolaresdeAyB.
c) Falso. El número de moles de una reacción química no tiene porque mantenerseconstante.Eslamasalaquesemantieneconstanteenunareacciónquímica.
d)Verdadero.Deacuerdoconloexpuestoenlosapartadosanteriores.
Larespuestacorrectaeslad.
7.15.UnpacientequepadeceunaúlceraduodenalpuedepresentarunaconcentracióndeHClen su jugo gástrico 0,08M. Suponiendo que su estómago recibe 3 litros diarios de jugogástrico, ¿qué cantidad de medicina conteniendo 2,6 g de por 100 mL debeconsumirdiariamenteelpacienteparaneutralizarelácido?a)27mLb)80mLc)240mLd)720mLe)1440mL
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.Asturias2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaneutralizaciónentreHClyAl OH es:
6HCl(aq)+2Al OH (aq)2AlCl (aq)+3H O(l)
LamasadeAl(OH)3quereaccionaes:
3LHCl0,08M0,08molHCl3LHCl0,08M
2molAl OH6molHCl
78gAl OH1molAl OH
=6,24gAl OH
Lacantidaddemedicinanecesariaes:
6,24gAl OH100mLmedicina2,6gAl OH
=240mLmedicina
Larespuestacorrectaeslac.
(EnCastillayLeón1998secambiaelvolumenyconcentracióndeHClporelnúmerodemolesdeácido).
7.16.¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?Enlareaccióndecombustión:
C4H10(g)+132O2(g)
4CO2(g)+5H2O(l)
secumpleque:a)Cuandosequema1moldebutanoseforman4molesde .b)Cuandosequema1moldebutanoquepesa58g/mol,seforman266gdeproductos.c)Cuandosequeman10Ldebutanoencondicionesnormalesseforman40Lde enlasmismascondiciones.d)Cuandosequeman5gdebutanoseforman20gde .
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.Valencia1999)
a)Verdadero.YaquelarelaciónestequiométricaexistenteentreC4H10yCO es1:4.
b) Verdadero. De acuerdo con la ley de conservación de la masa de Lavoisier, la masainicial(reactivos)suponiendoquelareacciónestotales:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 318
1molC4H1058gC4H101molC4H10
+6,5molO232gO21molO2
=266g
c)Verdadero.RelacionandoelvolumendeC4H10yeldeCO :
10LC4H101molC4H1022,4LC4H10
4molCO21molC4H10
22,4LCO21molCO2
=40LCO2
d)Falso.RelacionandolamasadeC4H10yladeCO :
5gC4H101molC4H1058gC4H10
4molCO21molC4H10
44gCO21molCO2
=15,2gCO2
Larespuestacorrectaeslad.
7.17.Delassiguientesafirmacionessobrelareacción,¿cuálesfalsa?
C2H6(g)+72O2(g)
2CO2(g)+3H2O(l)
a)Cuando1molde reaccionacon3,5molesde seforman3molesde .b)Cuando7/2molesde reaccionancon lacantidadestequiométricade seforman6,023·10 moléculasde .c)Cuandose forman2molesde ,se formaalmismotiempounacantidadde quecontiene48gdeoxígeno.d)Cuandoreaccionan7/2molesdeoxígenose formaunacantidadde quecontiene2molesdeátomosdecarbono.
(O.Q.L.CastillayLeón1998)(O.Q.L.Valencia1999)
a)Verdadero.LarelaciónestequiométricaexistenteentreC2H6,O yH Oes1:3,5:3.
b)Falso.RelacionandoO yCO :
72molO
2molCO72 molO
6,022·10 moleculasCO
1molCO=12,044·10 moléculas
c)Verdadero.RelacionandoCO yH O:
2molCO3molH O2molCO
1molO1molH O
16gO1molO
=48gO
d)Verdadero.RelacionandoO yCO :
72molO
2molCO72 molO
1molC1molCO
=2molC
Larespuestacorrectaeslab.
7.18.Unanillodeplataquepesa7,275gsedisuelveenácidonítricoyseañadeunexcesodeclorurodesodioparaprecipitartoda laplatacomoAgCl.SielpesodeAgCl(s)es9,000g,¿cuáleselporcentajedeplataenelanillo?a)6,28%b)75,26%c)93,08%d)67,74%e)80,83%
(O.Q.N.Almería1999)(O.Q.L.Asturias2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 319
Laecuaciónquímicanoajustadacorrespondientealadisolucióndelaplataes:
Ag(s)+HNO (aq)Ag (aq)+NO (aq)
LaecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeAgCles:
Ag (aq)+Cl (aq)AgCl(s)
Elporcentajedeplataenelanilloes:
9,000gAgCl7,275ganillo
1molAgCl143,4gAgCl
1molAg1molAgCl
107,9gAg1molAg
100=93,08%Ag
Larespuestacorrectaeslac.
7.19.Laestequiometríaes:a)Laextensiónenqueseproduceunareacción.b)Larelaciónponderalentrereactivosyproductosenunareacciónquímica.c)Laemisióndepartículasαenunprocesoradioactivo.d)Elproductodelasconcentracionesdelosreactivos.
(O.Q.L.Murcia1999)
Laestequiometríasedefinecomolarelaciónnuméricaentre lasmasasde loselementosque forman una sustancia y las proporciones en que se combinan los elementos ocompuestosenunareacciónquímica.SedebeaJ.B.Richter.
Larespuestacorrectaeslab.
7.20.Siaunciertovolumendedisolucióndeácidosulfúricoseleañadenunosgránulosdecincmetálico:a)Sedesprendevapordeazufredelsistemaenreacción.b)Sedesprendeungasdecolorverdedelsistemaenreacción.c)Sedesprendehidrógenodelsistemaenreacción.d)Losgránulossedepositanenelfondo,sinreacciónaparente.
(O.Q.L.Murcia1999)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yZnes:
H SO (aq)+Zn(s)ZnSO (aq)+H (g)
Setratadeunprocesoclásicodeobtenciónde (g)enelqueelZn,metalreductor,escapazdereducirlosH delácidoahidrógenomolecular,oxidándoseélaZn .
Larespuestacorrectaeslac.
7.21. En condiciones adecuadas el oxígeno reacciona con el carbono para darmónoxido decarbono.Cuandoreaccionan5gdecarbonocon10gdeoxígeno lacantidaddemónoxidodecarbonoobtenidaes:a)11,7gb)10gc)1,5gd)1,0·10 g
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Laecuaciónquímicacorrespondientealadeficientecombustióndelcarbonoes:
C(s)+½O (g)CO(g)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 320
5gC1molC12gC
=0,417molC
10gO1molO32gO
=0,3125molO
0,417molC0,3125molO
=1,33
Como la relaciónmolar esmenor que 2 quiere decir que sobra O , por lo queC es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCOformada:
0,417molC1molCO1molC
28gCO1molCO
=11,7g
Larespuestacorrectaeslaa.
7.22.Enunareacciónquímica,decidircualdelassiguientesproposicionesescierta:a)Lamasaseconservab)Seconservanlasmoléculasc)Seconservanlosionesd)Seconservanlosmoles
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
La leydeconservaciónde lamasadeLavoisierproponequeenunareacciónquímicaseconservalamasa.
Larespuestacorrectaeslaa.
(En2001secambianionesporátomos).
7.23.Lamasadedióxidodecarbonoqueseobtieneenlacombustiónde52gdeetinoes:a)25gb)4,8·10 gc)1,8·10 gd)45g
(O.Q.L.CastillayLeón1999)(O.Q.L.CastillayLeón2002)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeletinoes:
C H (g)+52O (g)2CO (g)+H O(l)
LamasadeCO obtenidoes:
52gC H1molC H26gC H
2molCO1molC H
44gCO1molCO
=176g
Larespuestacorrectaeslac.
7.24.Enlareacciónquímica:
+4HCl + +2 Elvolumenenlitrosdegascloroquepuedeobtenerseencondicionesnormalesapartirde20gdeHCles:a)20Lb)40Lc)3,07Ld)15,3L
(O.Q.L.CastillayLeón1999)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 321
RelacionandoHClconCl :
20gHCl1molHCl36,5gHCl
1molCl4molHCl
22,4LCl1molCl
=3,07L
Larespuestacorrectaeslac.
7.25.Ungramodeunciertoácidoorgánicomonocarboxílicodecadena linealseneutralizacon22,7 dedisolucióndehidróxidodesodio(NaOH)0,5Myalquemarseorigina0,818gdeagua.Elnombredelácidoes:a)Butanoicob)Propanoicoc)Etanoicod)Metanoicoe)Palmítico
(O.Q.N.Murcia2000)
La ecuación química ajustada correspondiente a la neutralización entre el ácidomonocarboxílico,HA,yNaOHes:
HA(aq)+NaOH(aq)NaA(aq)+H O(l)
ElnúmerodemolesdeHAneutralizadospermitecalcularsumasamolar:
22,7cm NaOH0,5M0,5molNaOH
10 cm NaOH0,5M
1molHA0,5molNaOH
MgHA1molHA
=1gHA
Seobtiene,M=88g·mol .
La relación entre la masa de H O producida en la combustión y la masa de ácido HApermiteobtenerlosmolesdeHcontenidosenunmoldeácido:
0,818gH O1gHA
1molH O18gH O
2molH1molH O
88gHA1molHA
=8molHmolHA
Setratadeunácidomonocarboxílicoderivadodeunhidrocarburosaturadoysufórmulageneral es C H O . Por tanto, conocido el número de átomos de H que contiene se lepuedeidentificar.Como2n=8,seobtienen=4porloquesetratadelácidobutanoico.
Porotraparte, lamasamolardel ácido tambiénpuedeservirpara su identificación.Asípues,portratarsedeunácidomonocarboxílicocontieneungrupocarboxilo,−COOH,queyapesa45g,elrestodelamasacorrespondealradicalalquílicounidoadichogrupo.Sedescartan de forma inmediata metanoico y etanoico que tienen cadenas muy cortas, ypalmítico,queporserácidograso,tieneunacadenamuylarga.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.26.Apartirdeunkgdepiritadel75%deriquezaen ,sehaobtenido1kgde del98%enmasa.Lareacciónquímicaglobalquetienelugares:
(s)+3 (g)+2 (l)Fe(s)+2 (aq)Elrendimientoglobaldelprocesoes:a)100%b)80%c)50%d)75%e)Nosepuedecalcularalnodisponerdelasreaccionespertinentes.
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.Baleares2003)(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 322
LamasadeH SO queseobtieneapartirde1kgdepiritaes:
10 gpirita75gFeS100gpirita
1molFeS119,8gFeS
2molH SO1molFeS
98gH SO1molH SO
=1227gH SO
ComosetratadeunadisolucióndeH SO deriqueza98%:
1227gH SO100gH SO 98%
98gH SO=1252gH SO 98%
Relacionandolascantidadesrealyteóricaseobtieneelrendimientodelproceso:
η=1000gH SO 98% real1252gH SO 98% teorico
100=80%
Larespuestacorrectaeslab.
(Esta cuestión ha sido propuesta en varias olimpiadas con respuestas similares y enalgunasdeellasnosehadadolaecuaciónquímica).
7.27.En losviajesespacialesdebeincluirseunasustanciaqueelimineel producidoporrespiracióndelosocupantesdelanave.Unadelasposiblessolucionesseríahacerreaccionarel con determinados reactivos. La selección delmás adecuado se hace teniendo encuentaqueésteconsumalamayorcantidadde porgramodereactivo(esdecir,queseaelmásligeroparallevarenlanave).Deacuerdoconello,¿cuálescogería?a)CaO CaO(s)+ (g) (s)b) (s)+ (g) (s)+ (g)c) (s)+ (g) (s)+ (l)d)LiOH LiOH(s)+ (g) (s)+ (l)e) (s)+ (g) (s)+ (l)
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.L.CastillayLeón2001)(O.Q.L.Extremadura2003)(O.Q.L.Asturias2009)
Tomandocomobasede cálculo1gdecadareactivo,elmejorde todosellos seráelqueeliminemayorcantidaddeCO .Estasson:
a)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónconCaOes:
CaO(s)+CO (g)CaCO (s)
LamasadeCO eliminadaconCaOes:
1gCaO1molCaO56gCaO
1molCO1molCaO
44gCO1molCO
=0,79gCO
b)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónconNa O es:
2Na O (s)+2CO (g)2Na CO (s)+O (g)
LamasadeCO eliminadaconNa O es:
1gNa O1molNa O 78gNa O
2molCO2molNa O
44gCO1molCO
=0,56gCO
c)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónconMg OH es:
Mg OH (s)+CO (g)MgCO (s)+H O(l)
LamasadeCO eliminadaconMg OH es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 323
1gMg OH1molMg OH 58,3gMg OH
1molCO
1molMg OH 44gCO1molCO
=0,81gCO
d)Verdadero.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónconLiOHes:
2LiOH(s)+CO (g)Li CO (s)+H O(l)
LamasadeCO eliminadaconLiOHes:
1gLiOH1molLiOH24gLiOH
1molCO2molLiOH
44gCO1molCO
=0,92g
e)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónconCa OH es:
Ca OH (s)+CO (g)CaCO (s)+H O(l)
LamasadeCO eliminadaconCa OH es:
1gCa OH1molCa OH 74gCa OH
1molCO
1molCa OH 44gCO1molCO
=0,59gCO
Larespuestacorrectaeslad.
(EnCastillayLeón2001secambianCaOyNa O porKOHyCsOH).
7.28.Unamuestra de 2,8 g de un alqueno puro, que contiene un único doble enlace pormolécula,reaccionancompletamentecon8,0gdebromo,enundisolventeinerte.¿Cuáleslafórmulamoleculardelalqueno?a) b) c) d) e)
(O.Q.N.Murcia2000)(O.Q.N.Sevilla2010)
Lareacciónentreunalquenoconunúnicodobleenlaceyunhalógenoesunareaccióndeadición:
C H (g)+Br (l)C H Br (l)
La relación entre las cantidades de Br y alqueno que reaccionan proporciona la masamolardelalqueno,yporconsiguiente,lafórmuladelmismo:
8,0gBr1molBr160gBr
1molC H1molBr
MgC H1molC H
=2,8gC H M=56g·mol
Apartirde lamasamolardel alquenosepuedeobtenerelnúmerodeátomosdeCquecontieneeidentificarlo:
nmolCl12gC1molC
+2nmolH1gH1molH
=56gn=4
El alqueno contiene4 átomosdeC, por tanto, la fórmulamoleculardelhidrocarburo es.
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 324
7.29.Sise logra ladescomposición,porcalentamiento,de1gdecadaunode lossiguientescarbonatos,dando,encadacaso,elóxidodelmetalcorrespondienteydióxidodecarbono,¿cuáldeellosproduceunmayorvolumen,medidoencondicionesnormales,delgas?a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2000)(O.Q.L.CastillayLeón2012)
La ecuación química ajustada correspondiente a la descomposición de un carbonatoalcalinooalcalinotérreoes:
M CO (s)CO (g)+M O(s)
MCO (s)CO (g)+MO(s)
En todos los casos se produce 1 mol de CO por cada mol de sal que se descompone.Teniendoencuentaquesiempresepartede1gdecarbonato,lamáximacantidaddeCO laproducirálasalquetengamenormasamolar:
1gMCO1molMCOMgMCO
1molCO1molMCO
44gCO1molCO
=44MgCO
Lasmasasmolaresdelassalespropuestasson:
Sustancia CaCO SrCO BaCO M/g· 74 100 147,6 197,3
Larespuestacorrectaeslab.
7.30.Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndeloctano,componenteesencialde lasgasolinasyporlasqueéstassecalificansegúnsu“ÍndicedeOctano”(95ó98),tienelugardeacuerdoalasiguienteecuación:
w (g)+x (g)y (g)+z (g)Loscoeficientesestequiométricos(w,x,y,z)paralareacciónajustadadebenser:a)w=2,x=25,y=18,z=16b)w=25,x=2,y=16,z=18c)w=2,x=25,y=16,z=18d)w=1,x=25,y=8,z=9
(O.Q.L.Murcia2000)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeloctanoes:
2 (l)+25 (g)16 (g)+18 (l)
Larespuestacorrectaeslac.
7.31.AltratarunexcesodedisolucióndeNaOHcon1,12Ldeclorurodehidrógenogassecomedido en c.n., ¿quémasa de cloruro de sodio se forma suponiendo que la reacción escompleta?a)0,05gb)1,8gc)2,9gd)2,0g
(O.Q.L.CastillayLeón2000)(O.Q.L.CastillayLeón2001)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 325
HCl(g)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
LamasadeNaClformadoes:
1,12LHCl1molHCl22,4LHCl
1molNaCl1molHCl
58,5gNaCl1molNaCl
=2,9gNaCl
Larespuestacorrectaeslac.
7.32.Dadaslassiguientesafirmacionesindiquesisononocorrectas:1)Paraconocerlafórmulamoleculardeuncompuestoorgánicoesprecisosabersumasamolecular.2)Elrendimientoteóricodeunareacciónnocoincideconelrendimientorealdelamisma.3)Losmolesdeproductodeunareacciónhandecalcularseenfuncióndelacantidaddelreactivolimitante.4)Lacomposicióncentesimaldeuncompuestopermitedeterminarsufórmulaempírica.
a)Sólo1y2soncorrectas.b)Sólo2y3soncorrectas.c)Todassoncorrectas.d)Ningunadelasrespuestasescorrecta.
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
1) Verdadero. El análisis elemental de un compuesto orgánico permite determinar sufórmula empírica, para determinar su fórmula molecular es necesario conocer la masamolardelcompuesto.
2)Verdadero.Laslimitacionesdelosprocedimientosexperimentalessonresponsablesdequenocoincidanlosrendimientosteóricoyreal.
3)Verdadero.Elreactivolimitanteeselqueantesseconsumeenunareacciónquímicaydeterminalacantidaddeproductoformado.
4) Verdadero. El análisis elemental de un compuesto orgánico permite determinar sufórmulaempíricay,portanto,sucomposicióncentesimal.
Larespuestacorrectaeslac.
7.33.Lacantidaddeaguaqueseobtienecuandoreaccionanconpropano25gdeaire(20%enmasadeoxígeno)es:a)5,45gb)10,75gc)2,25gd)15,0g
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelpropanoes:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
RelacionandoO conH O:
25gaire20gO100gaire
1molO32gO
4molH O5molO
18gH O1molH O
=2,25g
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 326
7.34.Unagalenacontiene10%desulfurodeplomo(II)yelrestosonimpurezas.Lamasadeplomoquecontienen75gdeeseminerales:a)6,5gb)25,4gc)2,5gd)95,8g
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
DeacuerdoconlaestequiometríaexistenteenelPbS,lamasadePbcontenidaen75gdegalenaes:
75ggalena10gPbS
100ggalena1molPbS239gPbS
1molPb1molPbS
207gPb1molPb
=6,5gPb
Larespuestacorrectaeslaa.
7.35.Cuandosedisuelven20gdeunclorurodeunmetaldesconocido(MCl)hastaobtener100mLdedisoluciónserequieren0,268molesdenitratodeplataparaprecipitarelclorurocomoclorurodeplata,¿cuáleslaidentidaddelmetalM?a)Nab)Lic)Kd)Ag
(O.Q.L.CastillayLeón2000)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreMClyAgNO es:
AgNO (aq)+MCl(aq)MNO (aq)+AgCl(s)
ElnúmerodemolesdeMClquereaccionanes:
0,268molAgNO31molMCl
1molAgNO=0,268molMCl
LarelaciónentrelosgramosymolesdeMClproporcionasumasamolar:
20gMCl0,268molMCl
=74,6g·mol
ApartirdelamasamolardelMClseobtieneladelelementoMyseleidentifica:
1molCl35,5gCl1molCl
+1molMxgM1molM
=74,6gx=39,1g
Lamasamolarcorrespondealelementopotasio(K).
Larespuestacorrectaeslac.
7.36.Paralasiguientereacción:
(s)+3 (l)2 (aq)¿Cuántosmolesdeaguasenecesitanparaproducir5,0molesde (aq)apartirde3,0molesde (s),silareaccióntienelugardeformatotal?a)6,0b)2,0c)7,5d)4,0e)Nosepuedecalcular.
(O.Q.N.Barcelona2001)(O.Q.L.Asturias2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 327
ElnúmerodemolesdeH Onecesarioparaproducir5molesdeH BO es:
5molH BO3molH O2molH BO
=7,5mol
Larespuestacorrectaeslac.
7.37.Unamuestradelmineralpirolusita( impuro)demasa0,535g,setratacon1,42gdeácidooxálico( ·2 )enmedioácidodeacuerdoconlareacción:
+ +2 +2 +2 El excesodeácido oxálico se valora con36,6mLde 0,1000Mdeacuerdo con lareacción:
5 +2 +6 2 +8 +10 ¿Cuáleselporcentajede enelmineral?a)34,3%b)61,1%c)65,7%d)53,3%e)38,9%
(O.Q.N.Barcelona2001)
LacantidaddeH C O ·iniciales:
1420mgH C O ·2H2O1mmolH C O ·2H O126mgH C O ·2H O
1mmolH C O1mmolH C O ·2H O
=11,3mmolH C O
LacantidaddeH C O sobranteyquereaccionaconKMnO4es:
36,6mLKMnO 0,1M1mmolKMnO
1mLKMnO 0,1M 5mmolH C O2mmolKMnO
=9,15mmolH C O
LadiferenciaentreambascantidadeseslaquereaccionaconMnO :
11,3mmolH C O –9,15mmH C O =2,12mmolH C O
RelacionandoH C O conMnO :
2,12mmolH C O535mgpirolusita
1mmolMnO1mmolH C O
86,9mgMnO1mmolMnO
100=34,4%
Larespuestacorrectaeslaa.
7.38.Indiquecuáldelossiguientesesunprocesoquímico:a)Fusióndelclorurosódico.b)Sublimacióndemercurio.c)Combustióndeazufre.d)Disolucióndesalenagua.
(O.Q.L.Murcia2001)
Para que exista un cambio químico es preciso los reactivos y productos tengancomposiciónquímicadiferente.
a)Falso.LafusióndelNaClesuncambiodeestado,unprocesofísico:
NaCl(s)NaCl(l)
b)Falso.LasublimacióndelHgesuncambiodeestado,unprocesofísico:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 328
Hg(s)Hg(g)
c)Verdadero.LaecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelSes:
S(s)+O (g)SO (g)
d)Falso.AunqueenladisolucióndelNaClenaguaserompenenlacesenlaredcristalinayseformanenlacesentrelosionesylasmoléculasdeagua,setratadeunprocesofísico:
NaCl(s)Na (aq)+Cl (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
7.39.Elcarburodecalcio( )usadoparaproduciracetilenosepreparadeacuerdoalaecuaciónquímica:
CaO(s)+C(s) (s)+ (g)Siunamezclasólidacontiene1150gdecadareactivo,¿cuántosgramosdecarburodecalciosepuedenpreparar?a)1314,2gb)2044,4gc)6133gd)1006,2g
(O.Q.L.Murcia2001)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelcarburodecalcioes:
CaO(s)+5C(s)2CaC (s)+CO (g)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
1150gCaO1molCaO56gCaO
=20,5molCaO
1150gC1molC12gC
=95,8molC
95,8molC20,5molCaO
=4,7
Como la relaciónmolarobtenidaesmayorque2,5quieredecirque sobraC,por loqueCaOeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCaC formada:
20,5molCaO2molCaC1molCaO
64gCaC1molCaC
=1312g
Larespuestacorrectaeslaa.
7.40.Unamanera de recuperar platametálica en el laboratorio es por calentamiento, a800°C y en un crisol de porcelana, de una mezcla de , y AgCl, en lasproporcionesmolares4:3:2respectivamente.Lamasatotaldemezclaquehayqueponerenelcrisolparaobtenerunmoldeplataes:a)350,3gb)507,1gc)700,6gd)1019,6g
(O.Q.L.Murcia2001)
Apartirde4molesdeNa CO ,3molesdeKNO y2molesdeAgClseobtienen2molesdeAg. Por tanto para obtener 1 mol de Ag la cantidad de moles de cada reactivo que senecesitaeslamitad.Lasmasascorrespondientesson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 329
2molNa CO106gNa CO1molNa CO
=212gNa CO
1,5molKNO101,1gKNO1molKNO
=151,7gKNO
1molAgCl143,4gAgCl1molAgCl
=143,4gAgCl
total=507,1g
Larespuestacorrectaeslab.
7.41.Sisequemauntrozodegrafitodealtapurezasedebeformar:a) b) c) d)
(O.Q.L.Murcia2001)
El grafito es una variedad alotrópica del C y la ecuación química correspondiente a sucombustiónes:
C(grafito)+ (g) (g)
Larespuestacorrectaeslab.
7.42.Laazidadesodio( )seutilizaen los“airbag”de losautomóviles.El impactodeunacolisióndesencadenaladescomposicióndel deacuerdoalasiguienteecuación
2 (s)2Na(s)+3 (g)El nitrógeno gaseoso producido infla rápidamente la bolsa que sirve de protección alconductoryacompañante.¿Cuáleselvolumende generado,a21°Cy823Torr(mmHg),porladescomposiciónde60,0gde ?a)2,19Lb)30,8Lc)61,7Ld)173,2L
(Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=760Torr)(O.Q.L.Murcia2001)
ElnúmerodemolesdeN queseformanenlaexplosiónes:
60gNaN1molNaN65gNaN
3molN2molNaN
=1,38molN
Aplicando laecuacióndeestadode losgases idealesseobtieneelvolumenqueocupaelgas:
V=1,38mol 0,082atm·L·mol ·K 21+273
823Torr760Torr1atm
=30,7L
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 330
7.43.Lafaltadeoxígenodurantelacombustióndeunhidrocarburocomoelmetanogeneraungasaltamentetóxico,elmonóxidodecarbono.Lasiguienteecuaciónquímicailustraesteproceso:
3 (g)+5 (g)2CO(g)+ (g)+6 (l)Sicomoconsecuenciadeesteprocesoseobtienen50gdeunamezcladeCOy ,¿cuántosmolesdemetanoseconsumieron?a)0,5b)1,0c)1,5d)2,0
(O.Q.L.Murcia2001)
SuponiendoquesepartedexmolesdeCH ,lasmasasdeCOyCO queseobtienenson:
xmolCH2molCO1molCH
28gCO1molCO
+xmolCH1molCO1molCH
44gCO1molCO
=50gmezcla
Seobtiene,x=1,5mol .
Larespuestacorrectaeslac.
7.44.Lacombustióndelgasmetano( )producedióxidodecarbonoyagua.Indiquecuáldelassiguientesecuacionesquímicasdescribecorrectamentedichoproceso:a) + +2 b) +2 +2 c) + + d) +½ +
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
(g)+2 (g) (g)+2 (l)
Larespuestacorrectaeslab.
7.45.Dadalareacciónsiguiente:
nA+mBxC+Qkcaldonde A, B y C representan sustancias puras, gaseosas, se presentan las siguientesafirmaciones:
1)Paraformar1moldeCserequierenn/xmolesdeA.2)n+m=x.3)Sinym(ambos)sonnúmerospares,xdebeserimpar.4)Tienelugaruncambiodefase.
¿Cuáldelasproposicionessiguientesescierta?a)1b)2y3c)3d)2y4
(O.Q.L.CastillayLeón2001)
1)Cierto.RelacionandoCyA:
1molCnmolAxmolC
=nxmol
2)Falso.Loscoeficientesestequiométricosnotienenporquéconservarse.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 331
3)Falso.Sinconocerlasfórmulasdelosdiferentescompuestosnosepuedehacerningunaafirmaciónsobreloscoeficientesestequiométricos.
4)Falso.Laecuacióndadanoofreceningunainformaciónsobrelosestadosdeagregación.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.46.El superóxidodepotasio ( )puede simular laacciónde lasplantas consumiendodióxidodecarbonogaseosoyproduciendooxígenogas.Sabiendoqueenestecasotambiénseformacarbonatodepotasio,lareacciónajustadanosindicaque:a)Seproducen3molesdeoxígenoporcadamolde consumido.b)Seconsumen2molesde porcadamoldedióxidodecarbono.c)Elnúmerodemolesdereactivosesigualdeproductos.d)Seproducen3gdeoxígenoporcada2gde consumidos.e)Seformanmásmolesdeproductosquedereactivos.
(O.Q.N.Oviedo2002)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreKO yCO es:
4KO (s)+2CO (g)2K CO (s)+3O (g)
a)Falso.Deacuerdoconlaestequiometríadelareacciónseproducen0,75molesdeCO porcadamoldeKO consumido.
b)Verdadero.Deacuerdoconlaestequiometríadelareacciónseconsumen2molesdeKO porcadamoldeCO .
c‐e) Falso. De acuerdo con la estequiometría de la reacción se producen 5 moles deproductosporcada6molesdereactivosqueseconsumen.
d)Falso.
2gCO1molCO44gCO
3molO2molCO
32gO1molO
=2,2gO
Larespuestacorrectaeslab.
7.47.Elcromoensuestadodeoxidación(VI)seconsiderapeligrosoysueliminaciónpuederealizarseporelprocesosimbolizadoporlareacción:
4Zn+ +7 4 +2 + +7 Sisemezcla1moldecadareactivo,¿cuáleselreactivolimitanteyelrendimientoteóricodesulfatodecromo(II)?a)Zn/0,50molb) /2,0molc) /0,29mold) /1,0mole)Nohayreactivolimitante/1,0mol
(O.Q.N.Oviedo2002)
Comoseempleaunmoldecadareactivo,elreactivolimitanteeselquedeacuerdoconlaestequiometría de la reacción se consume en mayor cantidad, es decir, H SO . EstasustanciaeslaquedeterminalamáximacantidaddeCrSO formado:
1molH SO2molCrSO 7molH SO
=0,29mol
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 332
7.48.Dadaslassiguientesreacciones:
Fe+
3 + Sielrendimientodecadaunadelasreaccionesesdel82%,¿quémasade seproduceapartirde1,0gdeFe?a)4,81gb)3,94gc)2,65gd)3,24ge)2,57g
(O.Q.N.Oviedo2002)
LacantidaddeFeBr queseproduceapartirde1gdeFe:
1gFe1molFe55,8gFe
1molFeBr1molFe
82molFeBr real
100molFeBr teorico=0,0147molFeBr real
LacantidaddeFe Br queseproduceapartirdelFeBr es:
0,0147molFeBr1molFe Br3molFeBr 2
82molFe Br real
100molFe Br teorico806,6gFe Br1molFe Br
=3,24g
Larespuestacorrectaeslad.
7.49.Elmineraldolomitapuederepresentarsepor la fórmula .¿Quévolumendedióxidodecarbonogas,a26,8°Cy0,88atm,podríaproducirseporlareacciónde25gdedolomitaconexcesodeácidoacético?a)3,9Lb)4,5Lc)6,3Ld)6,7Le)7,6L
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.N.Oviedo2002)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreMgCa CO yCH COOHes:
MgCa CO +4CH COOH2CO +Mg CH COO +Ca CH COO +4H O
ElnúmerodemolesdeCO producidoses:
25gMgCa CO1molMgCa CO184,3gMgCa CO
2molCO
1molMgCa CO=0,27molCO
ConsiderandocomportamientoidealelvolumenocupadoelCO es:
V=0,27mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 26,8+273 K
0,88atm=7,6L
Larespuestacorrectaeslae.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 333
7.50.Elagua sedescomponepor electrólisisproduciendohidrógeno y oxígeno gas.Enundeterminadoexperimento,sehaobtenido1,008gde enelcátodo,¿quémasadeoxígenoseobtieneenelánodo?a)32,0gb)16,0gc)8,00gd)4,00ge)64,0g
(O.Q.N.Oviedo2002)
LaecuaciónquímicacorrespondientealadisociaciónelectrolíticadelH Oes:
2H O(l)2H (g)+O (g)
LamasadeO queseobtienees:
1,008gH1molH2,016gH
1molO2molH
32gO1molO
=8g
Larespuestacorrectaeslac.
7.51.Al calentar 24,0 g de nitrato de potasio junto con plomo se han formado 13,8 g dedioxonitrato(III)depotasio,deacuerdoalaecuaciónquímica:
Pb(s)+ (s)PbO(s)+ (s)¿Cuáleselrendimientodelareacción?a)38,6%b)86,3%c)36,8%d)68,3%
(O.Q.L.Murcia2002)
LamasadeKNO quesedeberíadehaberobtenidoapartirde24gdeKNO es:
24gKNO1molKNO101,1gKNO
1molKNO1molKNO
85,1gKNO1molKNO
=20,2gKNO
Elrendimientodelprocesoes:
η=13,8gKNO real20,2gKNO teorico
100=68,3%
Larespuestacorrectaeslad.
7.52.Sisemezclan200 deunadisoluciónde0,1Mdesulfurodesodiocon200 deotradisoluciónquecontiene1,7g/Ldenitratodeplata,¿quécantidaddesulfurodeplatapodráprecipitar?a)0,25gb)1,00gc)0,50gd)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Baleares2002)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreAgNO yNa Ses:
2AgNO (aq)+Na S(aq)2NaNO (aq)+Ag S(s)
Elnúmerodemolesdecadaunodelosreactivoses:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 334
200cm Na S0,1M0,1molNa S
10 cm Na S0,1M=0,02molNa S
200cm AgNO 1,7g/L1,7gAgNO
10 cm AgNO 1,7g/L1molAgNO169,9gAgNO
=0,002molAgNO
Larelaciónmolares:
0,002molAgNO0,02molNa S
=0,1
Comolarelaciónmolaresmenorque2quieredecirquesobraNa Syque eselreactivolimitantequedeterminalamasadeAg Sformado:
0,002molAgNO1molAg S2molAgNO
247,8gAg S1molAg S
=0,25g
Larespuestacorrectaeslaa.
7.53.Elvinagreesunadisoluciónconcentradadeácidoacético( ).Cuandosetrataunamuestrade8,00gdevinagreconNaOH0,200M,segastan51,10mLhastaalcanzarelpuntodeequivalencia.Elporcentajeenmasadelácidoacéticoendichovinagrees:a)1,36%b)3,83%c)7,67%d)5,67%e)4,18%
(O.Q.N.Tarazona2003)(O.Q.L.Asturias2005)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCH COOHyNaOHyes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)CH COONa(aq)+H2O(l)
RelacionandoNaOHconCH COOH
51,1mLNaOH0,2M0,2mmolNaOH1mLNaOH0,2M
1mmolCH COOH1mmolNaOH
=10,2mmolCH COOH
10,2mmolCH COOH60mgCH COOH1mmolCH COOH
1gCH COOH
103mgCH COOH=0,61gCH COOH
ElporcentajedeCH COOHenelvinagre:
0,61gCH COOH8,00gvinagre
100=7,67%
Larespuestacorrectaeslac.
7.54. Para valorar una disolución de ácido clorhídrico, se pipetean 10,00mL de 0,100M,se introducenenunerlenmeyerysediluyencon100mLdeaguaañadiendounasgotasdeverdedebromocresol.A continuación seañaden conunabureta15,0mLdeHClhastasusegundopuntodeequivalencia(coloramarillo).Laconcentracióndelácidoes:a)0,200Mb)0,100Mc)0,0667Md)0,133Me)0,267M
(O.Q.N.Tarazona2003)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 335
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyNa CO es:
2HCl(aq)+Na CO (aq)CO (g)+H O(l)+2NaCl(aq)
ElnúmerodemolesdeHClneutralizadoses:
10mLNa CO 0,1M0,1mmolNa CO1mLNa CO 0,1M
2mmolHCl
1mmolNa CO=2mmolHCl
LaconcentracióndeladisolucióndeHCles:
2mmolHCl15mLdisolucion
=0,133M
Larespuestacorrectaeslad.
7.55.Cuandoseañadeunexcesodeioneshidróxidoa1,0Ldedisoluciónde ,precipita.Sitodoslosionescalciodeladisoluciónprecipitanen7,4gde ,¿cuálera
laconcentracióninicialdeladisoluciónde ?a)0,05Mb)0,10Mc)0,15Md)0,20Me)0,30M
(O.Q.N.Tarazona2003)
ElCaCl endisoluciónacuosaseencuentradisociadoenionesdeacuerdoconlaecuación:
CaCl (aq)+Ca (aq)+2Cl (aq)
LaecuaciónquímicacorrespondientealaprecipitacióndelCa OH es:
Ca (aq)+2OH (aq)Ca OH (s)
ElnúmerodemolesdeCaCl quereaccionanes:
7,4gCa OH1molCa OH74gCa OH
1molCaCl
1molCa OH=0,1molCaCl
LaconcentracióndeladisolucióndeCaCl es:
0,1molCaCl1Ldisolucion
=0,1M
Larespuestacorrectaeslab.
7.56.Señalelaafirmacióncorrecta:a)UnprocedimientoparaobtenerNaOHesmediantelareacciónentreNaCl+ HCl+NaOH.b) Para transportar o pueden utilizarse camiones con la cisterna forradainteriormentedealuminio.c) Algunos enlaces del grafito tienen carácter iónico lo que le hace ser conductor de laelectricidad.d)Elácidonítricopuedeobtenerseporcalefaccióndenitratoamónicoseco.e)Paraobtenerbromurodehidrógenoapartirdebromurode sodioesnecesarioutilizar
porqueesunácidonooxidante.(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.EntreNaClyH Onoseproduceningunareacción.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 336
b)Falso.EntreH SO oHNO yAlseproducenlassiguientesreacciones:
3H SO (aq)+2Al(s)Al SO (aq)+3H (g)
6HNO (aq)+2Al(s)2Al NO (aq)+3H (g)
queindicanquelacubadeAlsufriríacorrosiónporpartedelosácidos.
c)Falso.Losenlacesquemantienenunidosalosátomosdecarbonoenlaredcristalinadegrafitosoncovalentesy laconduccióneléctricasedebeaque laredpresentaelectronesdeslocalizados.
d)Falso.Laecuaciónquímicacorrespondientea ladescomposición térmicadelNH NO es:
NH NO (s)N O(g)+2H O(g)
Setratadeunprocesoexotérmicoenelqueseeleva latemperaturaypuedeproducirseunaviolentaexplosión.
e)Verdadero.ElH PO noescapazdeoxidaralNaBr.Lareacciónentreambassustanciasesunareacciónácido‐base,ylaecuaciónquímicacorrespondientees:
3NaBr(s)+H PO (aq)3HBr(g)+Na PO (aq)
Larespuestacorrectaeslae.
7.57.Enunareacciónquímicasecumpleque:a)Elnúmerototaldemoléculasdelosreactivosesigualalnúmerototaldemoléculasdelosproductos.b)El número total de átomos de los reactivos es igual al número total de átomos de losproductos.c) El número total de moles de los reactivos es igual al número total de moles de losproductos.d)Cuandosequeman16gdeazufre( =32),seconsumen8gdeoxígeno( =16)yseformadióxidodeazufre.e)Cuandosequeman16gdeazufre,seconsumen8gdeoxígenoyse formamonóxidodeazufre.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a‐c) Falso. El número de moles o moléculas de reactivos y productos depende de laestequiometríadelareacción.AsíenlasíntesisdelNH esdiferente:
N (g)+3H (g)2NH (g)
mientrasqueenlaformacióndeHClesigual:
Cl (g)+H (g)2HCl(g)
b)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeconservacióndelamasadeLavoisier,elnúmerodeátomosdelosreactivosdebeserigualalnúmerodeátomosdelosproductos.
d‐e)Falso.LacombustióndeazufreproduceSO y laecuaciónquímicacorrespondientees:
S(s)+O (g)SO (g)
LamasadeO queseconsumees:
16gS1molS32gS
1molO1molS
32gO1molO
=16gO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 337
Larespuestacorrectaeslab.
7.58.Elóxidodecalciopuedeobtenersepor:a)Reaccióndecalciometálicoconagua.b)Reaccióndecarbonatodecalcioconácidoclorhídrico.c)Descomposicióntérmicadelcarbonatodecalcio.d)Electrólisisdeclorurodecalcioendisoluciónacuosa.e)Hidrólisisdesulfatodecalcio.
(O.Q.N.Tarazona2003)
a)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCayH Oes:
Ca(s)+2H O(l)Ca OH (aq)+H (g)
b)Falso.LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCaCO yHCles:
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
c) Verdadero. La ecuación química correspondiente a la descomposición térmica delCaCO es:
CaCO (s)CaO(s)+CO (g)
d)Falso.LaelectrólisisdeCaCl (aq)produceH yO procedentesdelH yOH delaguaque son más fáciles de reducir y oxidar, respectivamente, que los iones Ca y Cl procedentesdelCaCl .
e)Falso.ElCaSO esunasalquenosufrehidrólisisyaqueprocededeH SO ,ácidofuerte,yCa OH ,basefuerte.
Larespuestacorrectaeslac.
7.59.Lamasadeagualiberadaenlacombustióncompletade1gdeoctanoserá:a)0,079gb)1,42gc)18gd)162g
(O.Q.L.Murcia2003)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeloctanoes:
2C H (l)+25O (g)16CO (g)+18H O(l)
LamasadeH Oqueseproducees:
1gC H1molC H114gC H
9molH O1molC H
18gH O1molH O
=1,42g
Larespuestacorrectaeslab.
7.60.A50,0mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico, (aq),se leañadió lasuficientecantidad de una disolución de cloruro de bario, (aq).El sulfato de bario formado,
(s),seseparódeladisoluciónysepesóenseco.Siseobtuvieron0,71gde (s),¿cuáleralamolaridaddeladisolucióndeácidosulfúrico?a)0,06Mb)0,60Mc)1,20Md)0,12M
(O.Q.L.Murcia2003)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 338
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yBaCl es:
H SO (aq)+BaCl (aq)BaSO (s)+2HCl(aq)
ElnúmerodemolesdeH SO queseobtienenapartirdelBaSO precipitado:
0,71gBaSO1molBaSO233,3gBaSO
1molH SO1molBaSO
=0,003molH SO
Relacionandoelnúmerodemolesyelvolumenenelqueestáncontenidosseobtiene lamolaridaddeladisolución:
0,003molH SO50mLdisolucion
10 mLdisolucion1Ldisolucion
=0,06M
Larespuestacorrectaeslab.
7.61.Unapiedracalizaconun75%deriquezaencarbonatodecalciosetrataconexcesodeácidoclorhídrico.¿Quévolumendedióxidodecarbono,medidoencondicionesnormales,seobtendráapartirde59,5gdepiedra?a)10 b)22,4 c)5 d)20
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyCaCO es:
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
ElvolumendeCO ,medidoencondicionesnormales,queseobtienees:
59,5gcaliza75gCaCO100gcaliza
1molCaCO100gCaCO
1molCO
1molCaCO22,4dm CO1molCO
=10
Larespuestacorrectaeslaa.
7.62.¿Quéocurrirá si sehacen reaccionar8,5molesde y6,4molesdeAlpara formar?
a)ElAlejercerádereactivolimitante.b)Habráunexcesode0,73molesde .c)Seformaráncomomáximo5,67molesde .d)Habráunexcesode1,73molesdeAl.
(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Asturias2003)(O.Q.L.Asturias2004)(O.Q.L.Murcia2006)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCl yAles:
3Cl (g)+2Al(s)2AlCl (s)
Larelaciónmolares:
8,5molCl6,4molAl
=1,3
Comolarelaciónmolarobtenidaesmenorque1,5quieredecirquesobraAlyque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeAlCl formado.
a‐b)Falso.Segúnsehademostrado.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 339
c)Verdadero.
8,5molCl2molAlCl3molCl
=5,67mol
d)Falso.
8,5molCl2molAl3molCl
=5,67molAl
6,4molAl inicial –5,67molAl consumido =0,73molAl exceso
Larespuestacorrectaeslac.
7.63.¿Quévolumendeoxígenosenecesitaparaquemar5Ldegaspropano( ),medidosambosvolúmenesencondicionesnormales?a)5Lb)25Lc)50Ld)10
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelpropanoes:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
ElvolumendeO ,medidoencondicionesnormales,quesenecesitaes:
5LC H1molC H22,4LC H
5molO
1molC H22,4LO1molO
=25L
Larespuestacorrectaeslab.
7.64. ¿Qué volumen de oxígeno, medido a 790 mmHg y 37°C, se necesita para quemar3,43 deeteno( ),medidosa780mmHgy22°C?a)5,34 b)34,30 c)21,36 d)10,68 (Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=760mmHg)
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeletenoes:
C H (g)+3O (g)2CO (g)+2H O(l)
ConsiderandocomportamientoidealelnúmerodemolesdeC H aquemar:
n=780mmHg·3,43L
0,082atm·L·mol 1·K 1 22+273 K
1atm760mmHg
=0,146molC H
ElnúmerodemolesdeO quesenecesitaes:
0,146molC H3molO
1molC H=0,437molO
ConsiderandocomportamientoidealelvolumenocupadoporlosmolesdeO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 340
V=0,437mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 37+273 K
790mmHg760mmHg1atm
=10,68L
Larespuestacorrectaeslad.
7.65. ¿Qué volumen de aire se necesita para quemar 3 L de acetileno ( ),midiéndoseambosgasesenlasmismascondiciones?a)35,71Lb)71,43Lc)3Ld)6L(Dato.Elairecontieneun21%envolumendeO2)
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelacetilenoes:
2C H (g)+5O (g)4CO (g)+2H O(l)
ElvolumendeO ,medidoencondicionesnormales,quesenecesitaes:
3LC H1molC H22,4LC H
5molO2molC H
22,4LO1molO
=7,5LO
Comoelairecontieneun21%envolumendeO :
7,5LO100Laire21LO
=35,71Laire
Larespuestacorrectaeslaa.
7.66.El reacciona con elNaCl como conKClparadar enambos casosAgCl. Sialreaccionar1gdemuestracon seforman2,15gdeAgCl,lamuestraestaráformadapor:a)SóloKCl.b)SóloNaCl.c)UnamezcladeKClyNaCl.d)Noesposibledeterminarlo.e)UnamezcladeNaCly .
(O.Q.L.CastillayLeón2003)(O.Q.L.Asturias2005)(O.Q.L.LaRioja2008)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
LasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalasreaccionesentreAgNO yNaClyKClson:
AgNO (aq)+NaCl(aq)NaNO (aq)+AgCl(s)
AgNO (aq)+KCl(aq)KNO (aq)+AgCl(s)
a)Falso.SuponiendoquelamuestraestáformadasóloKCl,lamasadeAgClqueseobtieneesinferioralapropuesta:
1gKCl1molKCl74,6gKCl
1molAgCl1molKCl
143,4gAgCl1molAgCl
=1,92gAgCl
b) Falso. Suponiendo que la muestra está formada sólo NaCl, la masa de AgCl que seobtieneessuperioralapropuesta:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 341
1gNaCl1molNaCl58,5gNaCl
1molAgCl1molNaCl
143,4gAgCl1molAgCl
=2,45gAgCl
c) Verdadero. Teniendo en cuenta que los 2,15 g de AgCl que se obtienen estáncomprendidosentrelos1,92gdeunamuestradesóloKClylos2,45gdeunamuestradeNaCl,lamuestrainicialdebeestarformadaporunamezcladeambassustancias.
d) Falso. Se puede calcular la composición de la muestra planteando un sistema deecuacionesconlosdosdatosnuméricosproporcionados.
e)Falso.EnlareaccióndelosclorurosalcalinosconAgNO nosepuedeformarCl .
Larespuestacorrectaeslaa.
7.67.Alreaccionarunaciertacantidaddeclorurodesodioconnitratodeplatase forman2,65·10 kgdeclorurodeplata.Lamasadeclorurodesodioquehabíainicialmentees:a)2,16·10 kgb)5,40·10 kgc)1,08·10 kgd)2,65·10 kg
(O.Q.L.CastillayLeón2003)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaClyAgNO es:
AgNO (aq)+NaCl(aq)NaNO (aq)+AgCl(s)
LosmolesdeAgClquereaccionanson:
2,65·10 kgAgCl10 gAgCl1kgAgCl
1molAgCl143,4gAgCl
=1,85·10 molAgCl
RelacionandoAgClyNaCl:
1,85·10 molAgCl1molNaCl1molAgCl
58,5gNaCl1molNaCl
1kgNaCl10 gNaCl
=1,08·10 kgNaCl
Larespuestacorrectaeslac.
7.68.Apartirde200gdeácidonítricoy100gdehidróxidosódicoysiendoelrendimientodel80%,lacantidadqueseobtienedelasalproductodelareacciónes:a)269b)212c)138d)170
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHNO yNaOHes:
HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H2O(l)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
200gHNO1molHNO63gHNO
=3,2molHNO
100gNaOH1molNaOH40gNaOH
=2,5molNaOH
3,2molHNO3
2,5molNaOH=1,3
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 342
Comolarelaciónmolarobtenidaesmayorque1quieredecirquesobraHNO ,porloqueNaOHeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNaNO formado:
2,5molNaOH1molNaNO1molNaOH
85gNaNO1molNaNO
=212,5gNaNO
Comoelrendimientodelprocesoesdel80%:
212,5gNaNO80gNaNO (real)
100gNaNO (teorico)=170g
Larespuestacorrectaeslad.
7.69.Enlareaccióndecombustióndelbutano,¿cuántosmolesdeoxígenosenecesitanparaquemarunmoldebutano?a)1molb)2molesc)5,5molesd)6,5moles
(O.Q.L.Madrid2003)(O.Q.L.LaRioja2004)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelbutanoes:
2C H (g)+13O (g)8CO (g)+10H O(l)
Deacuerdoconlaestequiometríadelareacción:
1molC H13molO2molC H
=6,5mol
Larespuestacorrectaeslad.
7.70.Altratar9,00gdeCaconexcesodeoxígeno,seformaCaO,quesehacereaccionarcon0,25molesde .¿Cuántosgramosde seobtendrán?a)100,0gb)22,5gc)25,0gd)90,0g
(O.Q.L.Asturias2003)(O.Q.L.Asturias2007)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelCaOes:
2Ca(s)+O (g)2CaO(s)
ElnúmerodemolesdeCaOqueseformanes:
9,00gCa1molCa40gCa
1molCaO1molCa
=0,225molCaO
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelCaCO es:
CaO(s)+CO (g)CaCO (s)
Larelaciónmolares:
0,25molesCO0,225molCaO
=1,1
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 343
Comolarelaciónmolarobtenidaesmayorque1quieredecirquesobraCO ,por loqueCaOeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCaCO formada:
0,225molCaO1molCaCO1molCaO
100gCaCO1molCaCO
=22,5g
Larespuestacorrectaeslab.
7.71.En lanitraciónde10gdebenceno seobtuvieron13gdenitrobenceno. ¿Cuál fue elrendimientodelareacción?a)100%b)79,10%c)82,84%d)65,20%e)85,32%
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Laecuaciónquímicacorrespondientealanitracióndelbencenoes:
C H (l)+HNO (l)C H NO (l)+H O(l)
Lamasadenitrobencenoqueseproducees:
10gC H1molC H78gC H
1molC H NO1molC H
123gC H NO1molC H NO
=15,8gC H NO
Elrendimientodelareacciónes:
η=13,0gC H NO real 15,8gC H NO teorico
100=82,44%
Larespuestacorrectaeslac.
7.72. Se dispone de una muestra de clorato potásico con un 35,23% de riqueza. ¿Quécantidaddeestamuestraseránecesariaparaobtener4,5·10 kgdeoxígeno?Enlareaccióntambiénseobtienecloruropotásico.a)13,50·10 kgb)32,61·10 kgc)4,50·10 kgd)9,00·10 kge)48,75·10 kg
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
LaecuaciónquímicacorrespondientealadescomposicióndeKClO es:
2KClO (s)2KCl(s)+3O (g)
LamasadeKClO quesedescomponees:
4,5·10 kgO103gO1kgO
1molO32gO
2molKClO3molO
122,6gKClO1molKClO
=114,9gKClO
LamasadeKClO 35,23%correspondientees:
114,9gKClO100gKClO 35,23%
35,23gKClO1kgKClO 35,23%
103gKClO 35,23%=32,62·10 kg 35,23%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 344
Larespuestacorrectaeslab.
7.73. El oxígeno puede obtenerse por descomposición térmica de compuestos oxigenados,comoporejemploatravésdelassiguientesreacciones:
2 4Ag+ 2 2BaO+ 2HgO2Hg+ 2 2 +
Sielprecioportoneladadecadaunodeestosreactivosfueseelmismo,¿cuálresultaríamáseconómicoparaobteneroxígeno?a) b) c)HgOd) e)Igualparaloscuatro.
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Comotodoslosreactivostienenelmismoprecio,aquelqueprodujeraunamismacantidadO empleandolamenorcantidadresultaríaelmáseconómico.
Suponiendoquesequiereobtener1moldeO ,lasmasasdereactivonecesariasson:
1molO2molAg O1molO
231,76gAg O1molAg O
=463,52gAg O
1molO2molBaO 1molO
169,36gBaO1molBaO
=338,72gBaO
1molO2molHgO1molO
216,61gHgO1molHgO
=433,32gHgO
1molO2molKNO1molO
101,10gKNO1molKNO
=202,20g
Elreactivodelqueseconsumemenorcantidades .
Larespuestacorrectaeslad.
7.74.Seintroducen24,6mLdedifluoroamina,medidosa0°Cyaltapresión,enunrecipientey en presencia de un catalizador. Al cabo de 68 h se produce el equilibrio, obteniéndose5,5mLde ,medidosenlasmismascondiciones.Calculeelporcentajederendimientoen
delareacción:
(g) (g)+ (g)+HF(g)a)5,5%b)55,9%c)0,56%d)40%e)24,6%
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealadescomposicióndeHNF es:
5HNF (g)2N F (g)+NH F(g)+HF(g)
DeacuerdoconlaleydeGay‐Lussac,elvolumendeN F queseobtienees:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 345
24,6mLHNF2mLN F 5mLHNF
=9,84mLN F
Elrendimientodelprocesoes:
η=5,5mLN F real
9,84mLN F teorico100=55,9%
Larespuestacorrectaeslab.
7.75.¿Cuántoslitrosde medidosencondicionesnormalesseobtienendelareacciónde18gdebicarbonatopotásicocon65gdeácidosulfúricoal10%?a)1b)2c)3d)4e)5
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH SO yKHCO es:
H SO (aq)+2KHCO (s)K SO (aq)+2CO (g)+2H O(l)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
18gKHCO1molKHCO100,1gKHCO
=0,180molKHCO
65gH SO 10%10gH SO
100gH SO 10%1molH SO98gH SO
=0,066molH SO
Larelaciónmolares:
0,180molKHCO0,066molH SO
=2,7
Comolarelaciónmolarobtenidaesmayorque2quieredecirquesobraKHCO ,porloqueeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCO quesedesprende:
0,066molH SO2molCO 1molH SO
22,4LCO 1molCO
=3L
Larespuestacorrectaeslac.
7.76.LaherrumbresepuedeeliminardelaropablancaporlaaccióndelHCldiluido.¿Cuáleslamasadeherrumbrequesepodríaeliminarporlaacciónde100mLdeunadisolucióndeHCl,dedensidad1,028g/mLyderiquezadel4%?
(s)+HCl(aq) (aq)+ (l)a)1028mgb)0,04gc)0,003kgd)0,17ge)0,03kg
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyFe O es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 346
Fe O (s)+6HCl(aq)2FeCl (aq)+3H O(l)
ElnúmerodemolesdeHClqueseconsumenes:
100mLHCl4%1,028gHCl4%1mLHCl4%
4gHCl
100gHCl4%1molHCl36,5gHCl
=0,113molHCl
LamasadeFe O quereaccionaes:
0,113molHCl1molFe O6molHCl
159,6gFe O1molFe O
1kgFe O
103gFe O=0,003kg
Larespuestacorrectaeslac.
7.77.Cuandoexplotalanitroglicerina, ,tienelugarlasiguientereacción:
(l) (g)+ (g)+ (g)+ (g) ΔH<0Siexplotaunaampollaquecontiene454gdenitroglicerina,¿cuálserápresióndelvapordeaguaqueseforma,sielvolumentotaldelosgasessemideencondicionesnormales?a)262mmHgb)0,0345atmc)1013Pad)3,45atme)131Torr
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaexplosióndelanitroglicerinaes:
4C H NO (l)12CO (g)+6N (g)+O (g)+10H O(g)
DeacuerdoconlaleydeDaltondelaspresionesparciales:
p =p·y =pn
n
Silosgasesestánmedidosencondicionesnormales,lapresióntotaldelamezclagaseosaes1atm:
p =1atm10mol
12+6+1+10 mol760mmHg1atm
=262mmHg
Larespuestacorrectaeslaa.
7.78.¿Cuálesdelossiguientesenunciadossonciertos?i.SienunareacciónentreAyBhaymásdeAquedeB,elreactivolimitanteesA.ii.Doscantidadesdistintasdeoxígeno,8y16g,nopuedenreaccionarconunamismacantidaddehidrógeno(1g)paraformardistintoscompuestos.iii.Lascantidadesmínimasdeloselementoshidrógenoyoxígenoquetenemosquehacerreaccionarparalaobtenciónde son2gdehidrógenoy16gdeoxígeno.iv.ParalareacciónA+BC;enaplicacióndelprincipiodeconservacióndelamateria,sireaccionan1gdeAy2gdeB,seobtienen3gdeC.
a)Soloiiiyivb)Soloic)Soloivd)Soloiie)Soloiii
(O.Q.N.ValenciadeD.Juan2004)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 347
i) Falso. Depende de cuál sea la estequiometría de la reacción y del valor de lasmasasmolaresdeAyB.
ii)Falso.SetratadelaleydelasproporcionesmúltiplesdeDaltonquediceque:
“lasmasasdeunelemento(8y16gO)quereaccionanconunamasafijadeotro(1gH),paraformardiferentescompuestos,estánenrelacióndenúmerosenterossencillos”(1:2)
iii)Falso.2gdeHy16gdeOsoncantidadesestánen larelaciónestequiométricaparaformar1moldeH O.Sisedeseaunamenorcantidaddeaguabastaráconmanteneresarelaciónestequiométrica.
iv)Verdadero.Suponiendoque1gAy2gdeBsoncantidadesestequiométricasqueseconsumentotalmenteformando3gdeC.
Larespuestacorrectaeslac.
7.79.Lacombustióndelmetanooriginadióxidodecarbonoyagua:a)Paraobtener1moldeaguasenecesita1moldemetano.b)Cada32gdemetanoproducen22,4litrosde enc.n.c)Lacombustiónde16gdemetanorequiere2molesdeoxígeno.d)Lacombustiónde22,4litrosdemetanoenc.n.produce18gdeagua.
(O.Q.L.Murcia2004)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
a)Falso.Deacuerdoconlaestequiometríadelareacciónseproducen2molesdeH Oporcadamoldemetano.
b)Falso.Apartirde32gdeCH elvolumendeCO ,medidoenc.n.,queseobtienees:
32gCH1molCH16gCH
1molCO1molCH
22,4LCO1molCO
=44,8LCO
c)Verdadero.Apartirde16gdeCH elnúmerodemolesdeO queseconsumenes:
16gCH1molCH16gCH
2molO1molCH
=2mol
d)Falso.Apartirde22,4LdeCH ,medidoenc.n.,lamasadeH Oqueseobtienees:
22,4LCH1molCH22,4LCH
2molH O1molCH
18gH O1molH O
=36gH2O
Larespuestacorrectaeslac.
7.80.Dadalareacciónajustada
3 (aq)+2 (aq) (s)+6 (l)calculelosmolesdefosfatodecalcioformadosmezclando0,24molesdehidróxidodecalcioy0,2molesdeácidofosfórico:a)0,08molesb)0,0090molesc)0,100molesd)0,600moles
(O.Q.L.Murcia2004)(O.Q.L.Murcia2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 348
Larelaciónmolares:
0,24molCa OH0,2molH PO
=1,2
Como larelaciónmolarobtenidaesmenorque1,5quieredecirquesobraH PO por loque esel reactivo limitante que determina la cantidad de Ca PO que seforma.
0,24molCa OH1molCa PO3molCa OH
=0,08mol
Larespuestacorrectaeslaa.
7.81.¿Quémasade seproduceenlareacciónde4,16gde conunexcesode ?a)36,4gb)39,3gc)37,4gd)32,0g
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndelaguaes:
2H (g)+O (g)2H O(l)
RelacionandoH conH O:
4,16gH1molH2gH
2molH O2molH
18gH O1molH O
=37,4g
Larespuestacorrectaeslac.
7.82.Sequierevalorarunadisolucióndehidróxidodesodioconotradeácidosulfúrico0,25M.Sisetoman15,00mLdeladisolucióndelabaseyseconsumen12,00mLdeladisoluciónácida.¿Cuálserálamolaridaddeladisolucióndehidróxidodesodio?a)0,6Mb)0,8Mc)0,2Md)0,4M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2004)
Laecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemmolesdeNaOHneutralizadoses:
12mLH SO 0,25M0,25mmolH SO1mLH SO 0,25M
2mmolNaOH1mmolH SO
=6mmolNaOH
Lamolaridaddeladisoluciónbásicaes:
6mmolNaOH15mLdisolucion
=0,4M
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 349
7.83.Completelasiguienteecuaciónquímicaeindiquesiseformaunprecipitado:
+ + + a)NaCl(s)+ + b)NaNO3(s)+ + c)KCl(s)+ + d)KNO3(s)+ + e)Nohayreacción.
(O.Q.N.Luarca2005)
Se trata de iones procedentes de sustancias solubles que no reaccionan formando unprecipitado.
Larespuestacorrectaeslae.
7.84.Sedisolvióunamuestradeóxidodemagnesioen50,0mLdeácidoclorhídrico0,183Myelexcesodeácidosevaloróconfenolftaleínahastaelpuntofinal,con13,4mLdehidróxidosódico0,105M.¿Cuáleslamasadelamuestradeóxidodemagnesio?a)209mgb)184mgc)156mgd)104mge)77,8mg
(O.Q.N.Luarca2005)
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelHClconNaOHyMgOson,respectivamente:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
2HCl(aq)+MgO(aq)MgCl (aq)+H O(l)
ElnúmerodemmolestotalesdeHCles:
50mLHCl0,183M0,183mmolHCl1mLHCl0,183M
=9,15mmolHCl
ElnúmerodemmolesdeHClneutralizadosconNaOHes:
14,3mLNaOH0,105M0,105mmolNaOH1mLNaOH0,105M
1mmolHCl1mmolNaOH
=1,50mmolmolHCl
ElnúmerodemmolesdeHClneutralizadosconMgOes:
9,15·mmolHCl total –1,50·mmolHCl conNaOH =7,65·mmolHCl conMgO
RelacionandoHClconMgO:
7,65mmolHCl1mmolMgO2mmolHCl
40,3mgMgO1mmolMgO
=154mgMgO
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 350
7.85. La combustión completa de unamezcla de 4,10 g que contiene solamente propano( )ypentano( )produjo12,42gde y6,35gde .¿Cuáleselporcentajedepropano,enmasa,enestamuestra?a)4,50%b)37,5%c)50,0%d)30,0%e)80,0%
(O.Q.N.Luarca2005)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalacombustióndeloshidrocarburosson:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
C H (g)+8O (g)5CO (g)+6H O(l)
LosmolesdeCO yH Oqueseobtienenenlacombustiónson,respectivamente:
12,42gCO1molCO44gCO
=0,282molCO
6,35gH O1molH O18gH O
=0,353molH O
LlamandoxeyalasmolesdeC H yC H sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
xmolC H44gC H1molC H
+ymolC H72gC H1molC H
=4,10gmezcla(1)
xmolC H3molCO1molC H
+ymolC H5molCO1molC H
=0,282molCO (2)
xmolC H4molH O1molC H
+ymolC H6molH O1molC H
=0,353molH O(3)
Resolviendo el sistema formado por dos de estas ecuaciones se obtienen resultadosdiferentes.
Conlasecuaciones(1)y(2)seobtiene,x=0,0441molC H conloqueelporcentajeenmasadeC H enlamezclaes:
0,0441molC H4,10gmezcla
44gC H1molC H
100=47,3%C H
Con lasecuaciones(1)y(3)seobtiene,x=0,0334gC H con loqueelporcentajeenmasadeC H enlamezclaes:
0,0334molC H4,10gmezcla
44gC H1molC H
100=35,9%C H
Con lasecuaciones(2)y(3)seobtiene,x=0,0352gC H con loqueelporcentajeenmasadeC H enlamezclaes:
0,0352molC H4,10gmezcla
44gC H1molC H
100=37,7%C H
Comparando los tres resultados obtenidos con los propuestos, la respuesta correctapodríaserlab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 351
7.86.Cuandoladurezadelaguasedebealioncalcio,elprocesode“ablandamiento”puederepresentarsemediantelareacción:
(aq)+ (aq) (s)¿Cuál es lamasa de carbonato sódico necesaria para eliminar prácticamente todo el ioncalciopresenteen750mLdeunadisoluciónquecontiene86mgdeionCa2+porlitro?a)171mgb)65mgc)57mgd)41mge)35mg
(O.Q.N.Luarca2005)
LaecuaciónquímicacorrespondientealasustitucióndelosionesCa2+es:
Ca (aq)+Na CO (aq)2Na (aq)+CaCO (s)
ElnúmerodemolesdeCa aeliminardelaguaes:
750mLdisolucion86,2mgCa
10 mLdisolucion1mmolCa40mgCa
=1,6mmolCa
LamasadeNa CO equivalentealadeCa es:
1,6mmolCa1mmolNa CO1mmolCa
106mgNa CO1mmolNa CO
=171mg
Larespuestacorrectaeslaa.
7.87.Puestoquelamasaatómicadelcarbonoes12yladeloxígenoes16,lamasadedióxidodecarbonoproducidaenlacombustiónde32gdemetanoserá:a)88gb)28gc)64gd)44g
(O.Q.L.Murcia2005)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
Apartirde32gdeCH lamasadeCO queseobtienees:
32gCH1molCH 16molCH
1molCO 1molCH
44gCO 1molCO
=88g
Larespuestacorrectaeslaa.
7.88.Elgasquesedesprendealmezclarcarburocálcicoconaguaes:a)Oxígenob)Acetilenoc)Hidrógenod)Monóxidodecarbono
(O.Q.L.Murcia2005)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCaC yH Oes:
CaC (s)+2H O(l)C H (g)+Ca OH (aq)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 352
Esta reacción es la que tiene lugar en las lámparas Davy de los mineros. El gas es elacetileno, .
Larespuestacorrectaeslab.
7.89.Puestoquelamasamoleculardelcarbonatocálcicoes100,paralareaccióncompletade100gdeestecompuestoconácidoclorhídricoserequiere:a)Unlitrodedisolución1M.b)0,5litrosdedisolución0,333M.c)2litrosdedisolución1M.d)0,333litrosdedisolución0,5M.
(O.Q.L.Murcia2005)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCaCO yHCles:
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
ElnúmerodemolesdeHClquereaccionanes:
100gCaCO1molCaCO100molCaCO
2molHCl1molCaCO
=2molHCl
ElnúmerodemolesdeHClcontenidosenlasdisolucionesdadases:
a)Falso.
1LHCl1M1molHCl1LHCl1M
=1molHCl
b)Falso.
0,5LHCl0,333M0,333molHCl1LHCl0,333M
=0,166molHCl
c)Verdadero.
2LHCl1M1molHCl1LHCl1M
=2molHCl
d)Falso.
0,333LHCl0,5M0,5molHCl1LHCl0,5M
=0,166molHCl
Larespuestacorrectaeslac.
7.90. Se necesita preparar 25 kg de disolución de amoníaco con un 35% de . ¿Quécantidaddesulfatodeamoniosedebetomarparaello?a)30kgb)34kgc)25kgd)38kg
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
LamasadeNH necesariaparaprepararladisoluciónes:
25kgNH 35%35kgNH
100kgNH 35%103gNH 1kgNH
1molNH 17gNH
=514,7molNH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 353
LaecuaciónquímicacorrespondientealaobtencióndeNH apartirde NH SO es:
NH SO (s)2NH (g)
RelacionandoNH con NH SO :
514,7molNH1mol NH SO
2molNH132g NH SO 1mol NH SO
1kg NH SO
103g NH SO=34kg
Larespuestacorrectaeslab.
7.91.Calculalacantidaddeairenecesarioparaquemar10kgdecarbóndando:i)CO ii) .
a)i)46,667 ii)93,335 b)i)36,543 ii)73,086 c)i)49,543 ii)99,086 d)i)36,667 ii)73,335 (Dato.Sesuponequeelairecontiene1/5deoxígeno)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
LaecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeCOapartirdeCes:
2C(s)+O (g)2CO(g)
SuponiendoqueelvolumensemideencondicionesnormalesyrelacionandoCconO yconaire:
10kgC103gC1kgC
1molC12gC
1molO 2molC
5molaire1molO
22,4Laire1molaire
1m3aire
103Laire=46,667m3aire
LaecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeCO apartirdeCes:
C(s)+O (g)CO (g)
SuponiendoqueelvolumensemideencondicionesnormalesyrelacionandoCconO yconaire:
10kgC103gC1kgC
1molC12gC
1molO 1molC
5molaire1molO
22,4Laire1molaire
1m3aire
103Laire=93,333m3aire
Larespuestacorrectaeslaa.
7.92.Enlacombustióndelagasolina( )seobtendrían18molesdeaguasiseutilizan:a)1molde y30molesde .b)2molde y30molesde .c)2molde y25molesde .d)1molde y25molesde .
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelC H proporcionalascantidadesdereactivosparaobtener18molesdeagua:
2 (g)+25 (g)16 (g)+18 (l)
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 354
7.93. El nitrato de amonio, , (masamolar 80 g· ) se descompone sobre los177°C,produciendoelgas (anestésico,propelente)yvapordeagua.Enunensayodelaboratoriosetrabajócon36,4gde ,químicamentepuro,a255°Cenunrecipientede5L,porloquelafinalseobtuvo:a)0,455molesdegasb)3molesdegasc)0,910molesdegasd)1,365molesdegas
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondiente a ladescomposición térmicadelNH NO es:
NH NO (s)N O(g)+2H O(g)
RelacionandoNH NO conlacantidaddegasdesprendido:
36,4gNH NO1molNH NO 80gNH NO
3molgas
1molNH4NO3=1,365molgas
Larespuestacorrectaeslad.
7.94.Elgas,quedisueltoenagua,producelalluviaácidaquetantodañoocasionaalmedioambientees:a)Hidrógenob)Nitrógenoc)Dióxidodeazufred)Dióxidodecarbono
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2005)
Las ecuaciones químicas ajustadas correspondientes a la reacciones de formación de lalluviaácidaapartirdelSO son:
2SO (g)+O (g)2SO (g)
SO (g)+H O(l)H SO (aq)
Larespuestacorrectaeslac.
7.95.Ajustelaecuaciónsiguiente:
w +x y +z a)w=1,x=1,y=1,z=1b)w=1,x=5,y=3,z=4c)w=2,x=5,y=3,z=4d)w=1,x=5,y=1,z=4e)w=1,x=1,y=3,z=1
(O.Q.L.Extremadura2005)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelpropanoes:
(g)+5 (g)3 (g)+4 (l)
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 355
7.96.Ajuste la reacción y determine el reactivo limitante cuando se hacen reaccionar 4,0molesde con2,0molesdenitrógeno.
+ a)Hidrógenob)Nitrógenoc)Amoníacod)Hidrógenoynitrógenoe)Nohayningúnreactivolimitante
(O.Q.L.Extremadura2005)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaformacióndeNH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
Larelaciónmolares:
4molH2molN
=2
Como la relaciónmolar esmenor que3quieredecir que sobraN , por lo que eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNH formado.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.97.Indicalaafirmaciónqueteparececorrecta:a)LaestequiometríaeslapartedelaQuímicaquehacereferenciaalasproporcionesenlasqueintervienenlassustanciasenunareacción.b) La estequiometría es la parte de la Química que hace referencia a las diferencias devolumendelosgasesrealesfrentealosgasesideales.c)Lasreaccionesquímicastranscurrensiempremolamol.d)100gdeunreactivoAsiemprereaccionancon100gdeunreactivoB,paraformar200gdeunproductoC.e)Elrendimientoenunareacciónquímicaestácomprendidoentre0%y100%.f)Lasreaccionesconrendimientonegativosedenominaninversas.g) En una reacción siempre se obtiene el mismo número de productos diferentes quereactivos.h)Elreactivo limitanteenunareacciónquímicaeselqueprimeroseagotaenunprocesoquímico.i)Lamolaridadylamolalidaddeunadisoluciónsiemprecoinciden.
(O.Q.L.CastillayLeón2005)(O.Q.L.CastillayLeón2006)(O.Q.L.CastillayLeón2008)
a)Verdadero. Laestequiometríaes lapartede laQuímicaqueestudia lamedidade lascantidades de sustancias que intervienen en una reacción química según propuso J. B.Richteren1792.
b)Falso.Segúnsehavistoenelapartadoanterior.
c) Falso. La estequiometría en una reacción química puede ser cualquiera, no tienenecesariamentequesermolamol.
d) Falso. De acuerdo con la ley de conservación de la masa, eso sería cierto si laestequiometríadelareacciónquímicafueramolamol.
e)Verdadero.Existenmultituddefactoresenunareacciónquímicaresponsablesdequeelrendimientodelamismapuedatenercualquiervalor.
f)Falso.Lapropuestaesabsurdaelrendimientonopuedesernegativo.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 356
g)Falso.Elnúmerodecomponentesdeunareacciónpuedesercualquiera.
h)Verdadero.Elreactivolimitanteesaquelquecuandoseconsumelareacciónquímicasedetiene.
i) Falso.Molaridad ymolalidad no coinciden ya que en su expresiónmatemática hacenreferenciaadiferentescantidadeseneldenominador.
Lasrespuestascorrectassona,e,yh.
(Lasdiferentespropuestasestánrepartidasentrelastresolimpiadas).
7.98. Se valora unamuestra de 4,5 g de sangre con 10,5mL de 0,0400M paradeterminar el contenido de alcohol de acuerdo con la siguiente reacción. ¿Cuál es elcontenidodealcoholensangreexpresadoenporcentajeenmasa?
16 +2 + 4 +11 +2 a)0,43%b)0,21%c)0,090%d)0,35%e)0,046%
(O.Q.N.Vigo2006)(O.Q.L.Córdoba2010)(O.Q.L.Madrid2011)
LamasadeC H OHreaccionadaes:
10,5mLK Cr O 0,04M0,04mmolK Cr O 1mLK Cr O 0,04M
1mmolC H OH2mmolK Cr O
=0,21mmolC H OH
0,21mmolC H OH46,099mgC H OH1mmolC H OH
1mgC H OH
10 mgC H OH=9,66·10 gC H OH
ElporcentajedeC H OHensangrees:
9,66·10 gC H OH4,5gsangre
100=0,21%
Larespuestacorrectaeslab.
7.99.Elazobencenoesunproductoindustrial,intermedioenlapreparacióndetintes,queseobtienemediante lasiguientereacciónentrenitrobenceno(ρ=1,20g/mL)ytrietilenglicol(ρ=1,12g/mL):
2 +4 +4 +4 Cuandosehacenreaccionar0,25Ldecadaunodelosdosreactivos:a)Elnitrobencenoseencuentraenexceso.b)Seforman1,68moldeazobencenoc)Seforman2,44molde d)Reaccionan2,44moldenitrobenceno.e)Nohayreactivolimitante.
(O.Q.N.Vigo2006)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
0,25LC H NO10 mLC H NO1LC H NO
1,20gC H NO 1mLC H NO
1molC H NO123gC H NO
=2,44molC H NO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 357
0,25LC H O10 mLC H O1LC H O
1,12gC H O1mLC H O
1molC H O123gC H O
=1,87molC H O
a)Verdadero
Larelaciónmolares:
1,87molC H O 2,44molC H NO
=0,77
Como la relación molar obtenida es menor que 2 quiere decir que el nitrobenceno,, se encuentra en exceso, por lo que C H O es el reactivo limitante que
determinalacantidaddeproductoformado.
b)Falso
1,87molC H O2mol C H N4molC H O
=0,93mol C H N
c)Falso
1,87molC H O4molH O
4molC H O=1,87molH O
d)Falso
1,87molC H O2molC H NO 4molC H O
=0,93molC H NO
e)Falso.Talcomosehademostradoenelapartadoa).
Larespuestacorrectaeslaa.
7.100.El que losastronautasexhalanalrespirarseextraede laatmósferade lanaveespacialporreacciónconKOHsegún:
(g)+2KOH(aq) (aq)+ (l)¿Cuántoskgde sepuedenextraercon1kgdeKOH?a)0,393kgb)0,786kgc)0,636kgd)0,500kg
(O.Q.L.Murcia2006)
LamasadeCO quesepuedeeliminarcon1kgdeKOHes:
1kgKOH103gKOH1kgKOH
1molKOH56,1gKOH
1molCO 2molKOH
44gCO 1molCO
1kgCO
103gCO=0,392kg
Larespuestacorrectaeslaa.
7.101.Cuandosemezclaaguaycarburodecalcio:a)Seproduceundestelloluminoso.b)Sedesprendeungas.c)Seoriginaunadisoluciónverdemanzana.d)Nopasanadaporqueelcarburodecalcioflota.
(O.Q.L.Murcia2006)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCaC yH Oes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 358
CaC (s)+2H O(l)C H (g)+Ca OH (aq)
Esta reacción es la que tiene lugar en las lámparas Davy de los mineros. El gas es elacetileno,C H .
Larespuestacorrectaeslab.
7.102.Indicacuáldelassiguientesreaccionesnoescorrecta:a) + + b) +CaO + + c) + + d)NaCl+ +NO+ +
(O.Q.L.Madrid2006)
a)Correcta
CaCO +CO +H OCa HCO
Setratadelareaccióninversadeladedescomposicióntérmicadelbicarbonatodecalcio.
b)Incorrecta
H SO +CaOSO +Ca OH +H O
EnestareacciónelH SO sereduceaSO mientrasquenohayningunasustanciaqueseoxide.
c)Correcta
Ca N +H ONH +Ca OH
Se trata de una reacción ácido‐base entre el ion nitruro que capta protones (base) y elaguaqueloscede(ácido).
d)Correcta
NaCl+HNO NaNO +NO+H O+Cl
Setratadeunareaccióndeoxidación‐reducciónenlaqueelHNO (oxidante)sereduceaNOyelCl (reductor)queseoxidaaCl .
Larespuestacorrectaeslab.
7.103.CuandosemezclandisolucionesdeNaOHy ,¿quévolumendedisoluciónde0,5Msenecesitaparaobtener3gde sólido?
a)48,6mLb)24,3mLc)30,8mLd)61,5mL
(O.Q.L.Madrid2006)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
Cu NO (aq)+2NaOH(aq)Cu OH (s)+2NaNO (aq)
RelacionandoCu OH conCu NO :
3gCu OH1molCu OH97,5gCu OH
1molCu NO1molCu OH
=0,0308molCu NO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 359
0,0308molCu NO103mLCu NO 0,5M
0,5molCu NO=61,5mL 0,5M
Larespuestacorrectaeslab.
7.104.Seutilizaunadisoluciónde 0,3Mparavalorar25,0mLdedisolución 0,25M.¿CuántosmLdeladisolucióndelácidosonnecesarios?a)41,7mLb)20,8mLc)3,75mLd)10,4mL
(O.Q.L.Madrid2006)(O.Q.L.Asturias2007)(O.Q.L.LaRioja2009)(O.Q.L.LaRioja2011)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónes:
2HNO (aq)+Ba OH (aq)Ba NO (aq)+2H O(l)
LosmmoldeBa OH neutralizadosson:
25,0mLBa OH 0,25M0,250mmolBa OH1,0mLBa OH 0,25M
=6,25mmolBa OH
RelacionandoBa OH conHNO :
6,25mmolBa OH2mmolHNO1mmolBa OH
1,0mLHNO 0,3M0,3mmolHNO
=41,7mL 0,3M
Larespuestacorrectaeslaa.
7.105.¿Cuáldelossiguientesóxidosproduceácidonítricocuandoreaccionaconagua?a)NOb) c) d)
(O.Q.L.Madrid2006)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeN O conH Oes:
N O +H O2HNO
Larespuestacorrectaeslac.
7.106.Sequemaconunacerillaunpocodealcoholenunplatohastaquenoquedenadadelíquido.Indicacuáldelassiguientesproposicioneseslacorrecta:a)Losgasesobtenidoscontinúansiendoalcohol,peroenestadogaseoso.b)Elalcoholesunamezcladesustanciasqueseseparancuandopasaavapor.c)Losgasesobtenidossonsustanciasdiferentesalalcoholqueresultande lacombinacióndeésteconeloxígenodelaire.d) El alcohol al quemarse desaparece, transformándose en energía, ya que aumenta latemperatura.
(O.Q.L.Asturias2006)
Suponiendo que el alcohol fuera el etanol, C H OH, la ecuación química ajustadacorrespondienteasucombustiónsería:
C H OH(l)+3O (g)2CO (g)+3H O(g)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 360
Comoseobserva,lassustanciasqueseobtienen,CO (g)yH O(g),sonelresultadodelacombinacióndelO atmosféricoconeletanol.
Larespuestacorrectaeslac.
7.107. Una disolución constituida por 3,00 moles de y 2,00 moles de KOH, y aguasuficientehastaformar800mLdedisolución,tendráunaconcentraciónmolardeiones:a)[ ]=0 [ ]=[ ]=7·10 Mb)[ ]=0 [ ]=[ ]=2,5Mc)[ ]=1,25M [ ]=3,75M [ ]=2,5Md)[ ]=1,25M [ ]=[ ]=2,5M
(O.Q.L.Asturias2006)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHNO yKOHes:
HNO (aq)+KOH(aq)KNO (aq)+H O(l)
ComolarelaciónmolarHNO3/KOHesmayorque1quieredecirquesobraHNO yqueelKOHeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeKNO queseforma.
2molKOH1molHNO1molKOH
=2molHNO
3molHNO inicial 2molHNO gastado =1molHNO sobrante
2molKOH1molKNO1molKOH
=2molKNO
TantoHNO comoKNO3sonelectrólitosfuertesqueendisoluciónacuosaseencuentrancompletamentedisociadoseniones:
HNO (aq)H (aq)+NO (l)
KNO (aq)K (aq)+NO (l)
Lasconcentracionesmolaresdetodaslasespeciesiónicasresultantesdelareacciónson:
H =1molHNO
800mLdisolucion1molH1molHNO
1000mLdisolucion1Ldisolucion
=1,25M
K =2molKNO3
800mLdisolucion1molK+
1molKNO31000mLdisolucion1Ldisolucion
=2,5M
NO =1molHNO
800mLdisolucion1molNO1molHNO
1000mLdisolucion1Ldisolucion
+
+2molKNO
800mLdisolucion1molNO1molKNO
1000mLdisolucion1Ldisolucion
=3,75M
Larespuestacorrectaeslac.
7.108.¿CuántosmLde 0,1Mpuedenneutralizarsecon40mLdeNaOH0,1M?a)20mLb)40mLc)10mLd)80mL
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyH SO es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 361
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemmolesdeNaOHaneutralizares:
40mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=4mmolNaOH
RelacionandoNaOHydisolucióndeH SO :
4mmolNaOH1mmolH SO 2mmolNaOH
1mLH SO 0,1M0,1mmolH SO
=20mL 0,1M
Larespuestacorrectaeslaa.
7.109.Delassiguientesafirmacionesseñalelacorrecta:a)Elreactivolimitanteenunareacciónquímicaessiempreelquestáenfasesólida.b)Lamolaridadylamolalidadnocoinciden.c)100gdeunreactivoAsiemprereaccionancon100gdeunreactivoB,paraformar200gdeunproductoC.d)Elrendimientodeunareacciónestárelacionadoconlosbeneficioseconómicosobtenidosdelosproductosdelareacción.
(O.Q.L.CastillayLeón2006)
a)Falso.El estadodeagregacióndeunasustanciano tienenadaquever conqueseaelreactivolimitantedeunareacción.
b)Verdadero.Molaridad ymolalidad no coinciden ya que en su expresiónmatemáticahacenreferenciaadiferentescantidadeseneldenominador.
c) Falso. La ley de conservación de lamasa siempre se cumple, pero hay que tener encuentalaestequiometríadelareacción.
d)Falso.Elrendimientodeunarelaciónestárelacionadoconlascantidadesdeproductoobtenidorealmenteydeproductoquesedebíahaberobtenidoteóricamente.Dependedemúltiplesfactores:condicionesdepresiónytemperatura,estadodelosreactivos,tipodereactor,etc.
Larespuestacorrectaeslac.
7.110. La cantidad de blenda (ZnS) de una riqueza del 72% que hace falta para obtener2 toneladasdeácido sulfúricodel90%, sabiendoqueenelprocesode tostación (indicadomásabajo)hayun40%depérdidasdeazufreenformadeSO2,es:a)3,54toneladasb)5,56toneladasc)4,12toneladasd)3,83toneladase)4,90toneladasDato.Procesodetostación:
2ZnS+3 2ZnO+2
2 + 2
+ (O.Q.N.Córdoba2007)
ElnúmerodemolesdeH SO aproducires:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 362
2tH SO 90%106gH SO 90%1tH SO 90%
90gH SO
100gH SO 90%1molH SO98gH SO
=18367molH SO
Lamasadeblendanecesariaes:
18367molH SO1molZnS1molH SO
97,4gZnS1molZnS
100gblenda72gZnS
1tblenda
106gblenda=2,48tblenda
Comoexistenunaspérdidasdel40%,elrendimientodelprocesoesel60%:
2,48tblenda100tblenda teorico60tblenda real
=4,14tblenda
Larespuestacorrectaeslac.
7.111.Trasmezclarcarbonatodecalcioyaguadestiladayagitar,seobserva:a)Unadisoluciónanaranjada(naranjadeCassius).b)Quesedesprendeungasincoloronoinflamable.c)Eldesprendimientodehumosblancosdensos.d)Quesedepositaunsólidoblancoenelfondodelrecipiente.
(O.Q.L.Murcia2007)
Noseproduceningúntipodereacciónporloquehayquedescartarlaaparicióndecoloryeldesprendimientodegases.
El carbonato de calcio es insoluble en agua y tal como se mezcla con ésta y se agita,apareceturbidezquedesparececoneltiempoalprecipitarelsólidodecolorblancoenelfondodelrecipiente.
Larespuestacorrectaeslad.
7.112. Indica cuál de las siguientes disoluciones neutralizará exactamente 25mL de unadisolución1Mdehidróxidodesodio:a)20mLdeácidoclorhídrico2Mb)30mLdeácidoacético1,5Mc)15mLdeácidonítrico2,5Md)10mLdeácidosulfúrico1,25M
(O.Q.L.CastillayLeón2007)
ElnúmerodemmolesdeNaOHaneutralizares:
25mLNaOH1M1mmolNaOH1mLNaOH1M
=25mmolNaOH
a)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHCles:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
RelacionandoNaOHydisolucióndeHCl:
25mmolNaOH1mmolHCl1mmolNaOH
1mLHCl2M2mmolHCl
=12,5mLHCl2M
b) Falso. La ecuación química ajustada correspondiente a la reacción entre NaOH yCH COOHes:
CH COOH(aq)+NaOH(aq)CH COONa(aq)+H O(l)
RelacionandoNaOHydisolucióndeCH COOH:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 363
25mmolNaOH1mmolCH COOH1mmolNaOH
1mLCH COOH1,5M1,5mmolCH COOH
=16,7mLCH COOH1,5M
c)Falso.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyHNO es:
HNO (aq)+NaOH(aq)NaNO (aq)+H O(l)
RelacionandoNaOHydisolucióndeHNO :
25mmolNaOH1mmolHNO 1mmolNaOH
1mLHNO 2,5M2,5mmolHNO
=10mLHNO 1,5M
d)Verdadero.LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaOHyH SO es:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
RelacionandoNaOHydisolucióndeH SO :
25mmolNaOH1mmolH SO 2mmolNaOH
1mLH SO 1,25M1,25mmolH SO
=10mL 1,25M
Larespuestacorrectaeslad.
7.113.Señalacuálessonlosproductosdereacciónentremonohidrógenocarbonatodecalcioyácidoclorhídrico:a) + + b) + +COc) + + +H2d) + +
(O.Q.L.Madrid2007)
Se trata de una reacción ácido‐base entre el ácido clorhídrico y el monohidrógenocarbonatodecalcio,Ca HCO ,quesecomportacomobase.
Estasreaccionessondedobledesplazamientoporloqueseformaránclorurodecalcioyácidocarbónico.Elácidocarbónicoesunácidoinestablequesedescomponeendióxidodecarbonoyagua.Laecuaciónquímicaajustadaes:
2HCl(aq)+ (s) (aq)+2 (g)+2 (l)
Larespuestacorrectaeslad.
7.114.Sisequemaporcompletounatoneladadelassiguientessustancias,¿cuálemitemenosdióxidodecarbonoalaatmósfera?a)Metanob)Carbónconunariquezadel65%c)Etanold)Acetileno
(O.Q.L.Madrid2007)
a)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetano,CH ,es:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
RelacionandoelcombustibleconelCO producido:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 364
1tCH106gCH1tCH
1molCH16gCH
1molCO1molCH
44gCO1molCO
1tCO
106gCO=2,8tCO
b)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelcarbón,C,es:
C(s)+O (g)CO (g)
RelacionandoelcombustibleconelCO producido:
1tcarbon65tC
100tcarbon106gC1tC
1molC12gC
1molCO1molC
44gCO1molCO
1tCO
106gCO=2,4tCO
c)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeletanol,C H OH,es:
C H OH(l)+3O (g)2CO (g)+3H O(l)
RelacionandoelcombustibleconelCO producido:
1tC H OH106gC H OH1tC H OH
1molC H OH46gC H OH
2molCO
1molC H OH44gCO1molCO
1tCO
106gCO=1,9t
d)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelacetileno,C H ,es:
2C H (g)+5O (g)4CO (g)+2H O(l)
RelacionandoelcombustibleconelCO producido:
1tC H106gC H1tC H
1molC H26gC H
2molCO1molC H
44gCO1molCO
1tCO
106gCO=3,4tCO
Larespuestacorrectaeslac.
7.115.Sedisuelveunamuestradelentejasdesosa,NaOH,en500,0mLde .Sevaloraunaporciónde100,0mLdeestadisoluciónysenecesitan16,5mLdeHCl0,050Mparaalcanzarelpuntodeequivalencia.¿CuántosmolesdeNaOHhabíapresentesenladisolucióninicial?a)4,125·10 molb)8,25·10 molc)0,825mold)0,4125mol
(O.Q.L.Madrid2007)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)
ElnúmerodemolesdeNaOHqueseconsumenenlavaloraciónes:
16,5mLHCl0,050M0,050molHCl
103mLHCl0,050M1molNaOH1molHCl
=8,25·10 molNaOH
Suponiendo que al disolver el NaOH no se produce variación apreciable de volumen yrelacionando losmoles deNaOH contenidos en la aliquota con los que contiene toda ladisolución:
500,0mLNaOH8,25·10 molNaOH
aliquota
aliquota100,0mLNaOH
=4,125·10 molNaOH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 365
Larespuestacorrectaeslaa.
7.116.Si6,4gdeazufrereaccionancon11,2gdehierropara formar17,6gdesulfurodehierro(II),¿quécantidaddeFeSseformaráapartirde50gdehierroy50gdeazufre?a)100gb)87,6gc)137,2gd)78,6g
(O.Q.L.Asturias2007)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelFeSes:
Fe(s)+S(s)FeS(s)
Lasrelacionesestequiométricaymásicainicialson,respectivamente:
11,2gFe6,4gS
=1,7550gFe50gS
=1
Comoseobserva, larelaciónmásicaobtenidaesmenorque1,75loquequieredecirquesobraS,portantoFeeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeFeSformada:
50gFe17,6gFeS11,2gFe
=78,6gFeS
Larespuestacorrectaeslab.
7.117.Enlareacción,atemperaturaambiente:
+2HCl + + ¿CuáldelassiguientesafirmacionesesVERDADERA?a)Unmolde produceunmolde .b)Seproducen22,4Lde pormolde .c)Eloxígenosereduce.d)Elhidrógenoseoxida.
(O.Q.L.LaRioja2007)
a)Verdadero.Deacuerdoconlaestequiometríadelareacción.
b)Falso.AtemperaturaambienteelH Oqueseformaeslíquida.
c‐d)Falso.Setratadeunareacciónácido‐base,enlaqueelHCleselácidoyelCO eslabase.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.118. Una muestra de 0,1131 g del sulfato reacciona con en exceso,produciendo0,2193gde .¿CuáleslamasaatómicarelativadeM?a)23,1b)24,3c)27,0d)39,2e)40,6
(O.Q.N.Castellón2008)
RelacionandoBaSO conMSO :
0,2193gBaSO1molBaSO233,3gBaSO
1molMSO1molBaSO
(96+x)gMSO1molMSO
=0,1131gMSO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 366
Seobtiene,x=24,3g.
Larespuestacorrectaeslab.
7.119.Elmineralbauxita(dondeel50%enmasaes )seutilizapara laobtencióndealuminiosegúnlasiguientereacciónsinajustar:
+C→Al+ .Indicalacantidaddemineralquehacefaltaparaobtener27gdealuminio:a)7gb)28,6gc)102gd)51g
(O.Q.L.Murcia2008)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
2Al O (s)+3C(s)4Al(s)+3CO (g)
RelacionandoAlconbauxita:
27gAl1molAl27gAl
2molAl O 4molAl
102gAl O 1molAl O
100gbauxita50gAl O
=102gbauxita
Larespuestacorrectaeslac.
7.120.Siseañadenunaspocaspartículasdecarbonatodecalcioaunadisolucióndiluidadeácidoclorhídrico:a)Flotarán.b)Sedesprenderánburbujas.c)Seiránalfondo.d)Ladisoluciónviraráalamarillopálido.
(O.Q.L.Murcia2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyCaCO es:
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
Como se observa en esta reacción se forma un gas ( ), por tanto, se observará eldesprendimientodeburbujas.
Larespuestacorrectaeslab.
7.121.Lacantidaddeaguaqueseobtendráalprovocar lacombustióncompletade8gdemetanoes:a)8gb)9gc)18gd)19g
(O.Q.L.Murcia2008)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
RelacionandoCH conH O:
8gCH1molCH16gCH
2molH O1molCH
18gH O1molH O
=18g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 367
Larespuestacorrectaeslac.
7.122.Calculaelvolumendehidrógeno,medidoencondicionesnormales,seobtienecuandoseañadeunexcesodedisolucióndeácidosulfúricodel98%ydensidad1,8g/mLa5gdecobreconformacióndeunasalcúprica.a)0,88Lb)3,52Lc)1,76Ld)Nosepuedesabersinconocerelvolumendeácidosulfúrico.
(O.Q.L.Baleares2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCuyH SO es:
2H SO (aq)+Cu(s)CuSO (aq)+SO (g)+2H O(l)
Comoseobserva,nosedesprendeH enestareacciónyaqueelcobre(E° / )=0,34VnoescapazdereduciralosionesH procedentesdelH SO (E° / )=0V.
Nohayningunarespuestacorrecta.
7.123.¿Cuálesdelassiguientespropiedadesdelaluminioesunapropiedadquímica?a)Densidad=2,7g/ .b)Reaccionaconeloxígenoparadarunóxidometálico.c)Puntodefusión=660°C.d)Buenconductordelaelectricidad.
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
Ladensidad,elpuntodefusiónylaconductividadeléctricasonpropiedadesfísicas.
Lareactividadquímica,enestecaso,conelO esunapropiedadquímica
Larespuestacorrectaeslab.
7.124.Cuandosecalientan50,0gde (s)seproducelareacción:
(s) (s)+ (g)+ (g)Serecogenlosgasesenunrecipientede5,0La150°C.Lapresiónparcialdel será:a)1,67atmb)3,34atmc)0,834atmd)0,591atm
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Madrid2008)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
2NaHSO (s)Na SO (s)+SO (g)+H O(g)
ElnúmerodemolesdeSO obtenidoses:
50gNaHSO1molNaHSO 104gNaHSO
1molSO
2molNaHSO=0,24molSO
Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporelgases:
p=0,24mol 0,082atm·L·mol ·K 150+273 K
5L=1,67atm
Larespuestacorrectaeslaa.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 368
7.125. Los vehículos espaciales utilizan normalmente para su propulsión un sistema decombustible/oxidante formado por N,N‐dimetilhidracina, , y tetróxido dedinitrógeno, ,líquidos.Sisemezclancantidadesestequiométricasdeestoscomponentes,seproducenúnicamente , y en fasegas.¿Cuántosmolesde seproducenapartirde1molde ?a)1b)2c)4d)8
(O.Q.L.Madrid2008)
Deacuerdocon la leydeconservaciónde lamasa,sielreactivo CH NNH contiene2molesdeC,porcadamoldeestasustanciaseobtendrán2molesde .
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndadaes:
CH NNH (l)+2N O (l)3N (g)+2CO (g)+4H O(g)
Larespuestacorrectaeslab.
7.126.Sisehacenreaccionardeformacompleta14,0gde y10,0gde ,despuésde lareacciónquedaránenelrecipiente:a) y b) y c) y d)Solamente
(O.Q.L.Madrid2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH yO es:
2H (g)+O (g)2H O(l)
Larelaciónmolares:
14gH 10gO
1molH 2gH
32gO 1molO
=22,4
Larelaciónmolaresmayorque2,loquequieredecirquesobra yqueO eselreactivolimitantequedeterminalacantidadde quequedaalfinaldelareacción.
Larespuestacorrectaeslab.
7.127.Semezclan250mLdeunadisolucióndehidróxidodesodio0,5Mcon300mLdeunadisolucióndeácidosulfúrico0,2M.Indicaquesedeberíahacerparaneutralizarladisoluciónresultante:a)Añadir12,5mLdeácidosulfúrico0,2Mb)Añadir5,8mLdeácidosulfúrico0,2Mc)Añadir6,8mLdehidróxidodesodio0,5Md)Añadir14,6mLdehidróxidodesodio0,5M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
Elnúmerodemmolesdereactivosaneutralizares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 369
250mLNaOH0,5M0,5mmolNaOH1mLNaOH0,1M
=125mmolNaOH
300mLH SO 0,2M0,2mmolH SO1mLH SO
=60mmolH SO
125mmolNaOH60mmolH SO
=2,1
Como la relaciónmolar esmayorque2, quieredecirquesobraNaOH y queesprecisoañadirH SO paraconseguirlacompletaneutralizacióndelreactivosobrante.
RelacionandoH SO conNaOH:
60mmolH SO2mmolNaOH1mLH SO
=120mmolNaOH
125mmolNaOH inicial –120mmolNaOH gastado =5mmolNaOH sobrante
ElvolumendedisolucióndeH SO 0,2Maañadires:
5mmolNaOH1mmolH SO2mmolNaOH
1mLH SO 0,2M0,2mmolH SO
=12,5mL 0,2M
Larespuestacorrectaeslaa.
7.128.Sehacenreaccionar10gdecincconácidosulfúricoenexceso.Calculaelvolumendehidrógenoqueseobtiene,medidoa27°Cy740mmHg.a)5,3Lb)7,0Lc)3,8Ld)4,5L
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
H SO (aq)+Zn(s)ZnSO (aq)+H (g)
ElnúmerodemolesdeH obtenidoses:
10gZn1molZn65,4gZn
1molH1molZn
=0,15molH
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=0,15mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
740mmHg760mmHg
1atm=3,8L
Larespuestacorrectaeslac.
7.129.Una sosacáusticacomercialcontienehidróxidode sodioe impurezasqueno tienencarácterácido‐base.Sedisuelven25,06gsosacáusticacomercialenaguahastaobtenerunvolumentotalde1Ldedisolución.Sevaloran10mLdeestadisoluciónysegastan11,45mLdeácido clorhídrico0,5M.Calcula elporcentaje enmasadehidróxidode sodiopuroquecontienelasosacáusticacomercial.a)98,35%b)75,65%c)91,38%d)100%
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 370
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
LamasadeNaOHqueseconsumeenlavaloraciónes:
11,45mLHCl0,5M0,5molHCl
103mLHCl0,5M1molNaOH1molHCl
40gNaOH1molNaOH
=0,229gNaOH
Relacionando la masa de NaOH contenida en la aliquota con la que contiene toda ladisolución:
1000mLdisolucion0,229gNaOHaliquota
aliquota
10mLNaOH=22,9gNaOH
Lariquezadelamuestraes:
22,9gNaOH25,06gsosa
100=91,38%NaOH
Larespuestacorrectaeslac.
7.130.Sisehacenreaccionar7,5molesde y6molesdeAlparaformar ,¿cuáldelassiguientesafirmacionesescierta?a)ElreactivolimitanteeselAl.b)SobraunátomodeAl.c)Sobraunmolde .d)Seformaráncomomáximo5molesde .
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCl yAles:
3Cl (g)+2Al(s)2AlCl (s)
a‐c)Falso.Larelaciónmolar
7,5molCl 6molAl
=1,25
Como la relación molar es menor que 1,5 quiere decir que sobra Al y que es elreactivolimitantequedeterminalacantidaddeAlCl formado.
b)Falso.Lacantidadesmuypequeña,resultaabsurdo.
d)Verdadero.
7,5molCl2molAlCl3molCl
=5molAlCl
Larespuestacorrectaeslad.
7.131.¿Cuálde lassiguientesdisolucionesdeNaOHneutralizaríatotalmente10mLdeunadisolución 0,15M?a)10mLdedisolución0,15Mb)20mLdedisolución0,10Mc)10mLdedisolución0,30Md)5mLdedisolución0,30M
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 371
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemmolesdeH SO aneutralizares:
10mLH SO 0,15M0,15mmolH SO 1mLH SO 0,15M
=1,5mmolH SO
ElnúmerodemmolesdeNaOHnecesariosparaneutralizarelH SO es:
1,5mmolH SO2mmolNaOH1mmolH SO
=3,0mmolNaOH
ElnúmerodemmolesdeNaOHcontenidosencadaunadelasdisolucionespropuestases:
a)10mLdedisolución0,15M
10mLNaOH0,15M0,15mmolNaOH1mLNaOH0,15M
=1,5mmolNaOH
b)20mLdedisolución0,10M
20mLNaOH0,10M0,10mmolNaOH1mLNaOH0,10M
=2,0mmolNaOH
c)10mLdedisolución0,30M
10mLNaOH0,30M0,30mmolNaOH1mLNaOH0,30M
=3,0mmolNaOH
d)10mLdedisolución0,30M
5mLNaOH0,30M0,30mmolNaOH1mLNaOH0,30M
=1,5mmolNaOH
Larespuestacorrectaeslac.
7.132.¿Cuántosmolesdeaguasepueden formarcuandoreaccionan3molesdehidrógenomoleculardiatómicocon1moldeoxígenomoleculardiatómico?a)1moldeaguab)2molesdeaguac)3molesdeaguad)4molesdeagua
(O.Q.L.CastillayLeón2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH yO es:
2H (g)+O (s)2H O(l)
Larelaciónmolares:
3molH1molO
=3
Comolarelaciónmolarobtenidaesmayorque2quieredecirquesobraH yque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH Oformada.
RelacionandoO conH O:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 372
1molO2molH2O1molO
=2molH2O
Larespuestacorrectaeslab.
7.133.Seutilizaunadisoluciónde 0,25Mparavalorar20mLdeunadisolucióndepor0,3M.¿CuántosmLsonnecesariosparalavaloración?
a)24mLb)15mLc)48mLd)3mL
(O.Q.L.LaRioja2008)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClO yCa OH es:
2HClO (aq)+Ca OH (aq)Ca ClO (aq)+2H O(l)
RelacionandommolesdeCa OH conHClO es:
20mLCa OH 0,3M0,3mmolCa OH1mLCa OH 0,3M
2mmolHClO1mmolCa OH
=12mmolHClO
12mmolHClO1mLHClO 0,25M0,25mmolHClO
=48mL 0,25M
Larespuestacorrectaeslac.
7.134.Lareacción:
+2 2HCl+ esunareacciónde:a)Precipitaciónb)Ácido‐basededesplazamientoc)Redoxd)Ácido‐basedeneutralización.
(O.Q.L.LaRioja2008)
a)Falso.Nosetratadeunareaccióndeprecipitaciónyaqueseformaningunasustanciasólida.Seríanecesariaqueelenunciadoproporcionaralosestadosdeagregacióndetodaslassustancias.
b)Verdadero. Se trata de una reacción de desplazamiento ya que el ácidomás fuerte,HNO ,desplazaalmásdébil,HCl,desuscombinaciones.
c)Falso.Nosetratadeunareacciónredoxyaqueningúnelementodelosreactivoscambiasunúmerodeoxidación.
d)Falso.Nosetratadeunareaccióndeneutralizaciónyaquelosdosácidosqueaparecensonfuertes.
Larespuestacorrectaeslab.
7.135.¿Cuántosgramosde (g)seproducenalhacerreaccionar2,50gdeAlcon100mLdedisolucióndeHCl2,00M?a)0,20gb)0,10gc)0,28gd)6,67·10 ge)9,26·10 g
(O.Q.N.Ávila2009)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 373
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyAles:
2Al(s)+6HCl(aq)2AlCl (aq)+3H (g)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
2,50gAl1molAl27gAl
=0,093molAl
100mLHCl2M2molHCl
10 mLHCl2M=0,2molHCl
0,2molHCl0,093molAl
=2,2
Como la relaciónmolar esmenorque3quieredecirque sobraAl, por loqueHCleselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH formado:
0,2molHCl3molH6molHCl
2gH1molH
=0,20g
Larespuestacorrectaeslaa.
7.136.Elciclohexanol, (l),calentadoconácidosulfúricoofosfórico,setransformaen ciclohexeno, (l). Si a partir de 75,0 g de ciclohexanol se obtienen 25,0 g deciclohexeno,deacuerdoconlasiguientereacción:
(l) (l)+ (l)¿Cuálhasidoelrendimientodelareacción?a)25,0%b)82,0%c)75,5%d)40,6%e)33,3%
(O.Q.N.Ávila2009)
LamasadeC H quesedeberíaobtenerapartirde75gdeC H OHes:
75gC H OH1molC H OH100gC H OH
1molC H
1molC H OH82gC H1molC H
=61,5gC H
Relacionandolascantidadesrealyteóricaseobtieneelrendimientodelproceso:
η=25,0gC H real61,5gC H teorico
100=40,6%
Larespuestacorrectaeslad.
7.137. ¿Qué volumen de 0,50 M es necesario para neutralizar 25,0 mL de unadisoluciónacuosadeNaOH0,025M?a)0,312mLb)0,625mLc)1,25mLd)2,50mLe)25,0mL
(O.Q.N.Ávila2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaneutralizaciónentreH SO yNaOHes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 374
RelacionandommolesdeNaOHconH SO es:
25mLNaOH0,025M0,025mmolNaOH1mLNaOH0,025M
1mmolH SO2mmolNaOH
=0,3125mmolH SO
0,3125mmolH SO1mLH SO 0,50M0,50mmolH SO
=0,625mL 0,50M
Larespuestacorrectaeslab.
7.138.Dadalareacciónsinajustar:
Al+ ¿Cuálserálasumadeloscoeficientescuandoestécompletamenteajustada?a)9b)7c)5d)4
(O.Q.L.Murcia2009)
Laecuaciónquímicaajustadaes:
4Al+3O 2Al O
Lasumadeloscoeficientesestequiométricoses9.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.139.Dadalareacciónsinajustar:
+ + ¿Cuáleslacantidaddeoxígenonecesariaparareaccionarcompletamentecon1molde ?a)2molesb)2átomosc)2gramosd)2moléculas
(O.Q.L.Murcia2009)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelmetanoes:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
Reacciona1moldeCH con2molesdeO .
Larespuestacorrectaeslaa.
7.140. 100 mL de 0,1 M de sulfuro de sodio reaccionan con un volumen (V) dedisoluciónde 0,1Mparaformar .SeñaleelvalordeVparaesteproceso:a)100mLb)50mLc)200mLd)Ningunadelasanteriores.
(O.Q.L.Murcia2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreAgNO yNa Ses:
2AgNO (aq)+Na S(aq)2NaNO (aq)+Ag S(s)
ElnúmerodemmolesdeNa Ses:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 375
100mLNa S0,1M0,1mmolNa S1mLNa S0,1M
=10mmolNa S
RelacionandoNa SconAgNO es:
10mmolNa S2mmolAgNO1mmolNa S
1mLAgNO 0,1M0,1mmolAgNO
=200mL 0,1M
Larespuestacorrectaeslac.
7.141.Cuandosemezclaunadisolucióndeclorurodesodioconotradenitratodeplata:a)Apareceunprecipitadoblanco.b)Sedesprendeungasverdosomuyirritante.c)Ladisolucióntomauncolorrojopúrpura.d)Elvasosecalientamucho.
(O.Q.L.Murcia2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNaClyAgNO es:
NaCl(aq)+AgNO (aq)AgCl(s)+NaNO (aq)
ComoseobservaenestareacciónseformaunprecipitadodecolorblancodeAgCl.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.142.Si semezclaunvolumendedisolución0,2molardeácidoclorhídricoconelmismovolumendedisolución0,2Mdehidróxidodesodio,ladisoluciónresultantees:a)0,2molarenclorurodesodiob)0,1molarenácidoclorhídricoc)0,1molarenhidróxidodesodiod)0,0000001molaren +.
(O.Q.L.Murcia2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyNaOHes:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
Comosehacenreaccionarvolúmenesigualesdedisolucionesdelamismaconcentraciónycomolaestequiometríaes1:1,setratadecantidadesestequiométricasy losreactivosseconsumencompletamente.
Elnúmerodemolesdeproductoformadoseráelmismoqueeldelosreactivos,perocomoel volumen final de disolución es el doble, la concentración de la disolución de NaClformadoserálamitad,enestecaso0,1M.
Ningunadelasrespuestasdadasescorrecta.
7.143.Semezclalamismacantidaddemasadeyodoydecinc,reaccionandoambosparadaryodurodecinc.Elexcesodecincserá:a)61%b)74,2%c)25,7%d)39%
(O.Q.L.Madrid2009)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreI yZnes:
I (s)+Zn(s)ZnI (s)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 376
Partiendode100gdecadaelemento:
100gI1molI254gI
1molZn1molI
65,4gZn1molZn
=25,7gZn
LacantidaddeZnenexcesoes:
100gZn inicial –25,7gZn reaccionado =74,2gZn exceso
Comosehapartidode100gdeZn,lacantidadenexcesocoincideconelporcentaje.
Larespuestacorrectaeslab.
7.144.El que losastronautasexhalanalrespirarseextraede laatmósferade lanaveespacialporreacciónconKOHsegúnelproceso:
+2KOH + ¿Cuántoskgde sepuedenextraercon1kgdeKOH?a)0,393kgb)0,786kgc)0,636kgd)0,500kg
(O.Q.L.Madrid2009)
RelacionandoCO conKOH:
1kgKOH103gKOH1kgKOH
1molKOH56,1gKOH
1molCO2molKOH
44gCO1molCO
1kgCO
103gCO=0,392kg
Larespuestacorrectaeslaa.
7.145.Lareacciónentreelácidonítricoylaplatametálicaes:a)Transferenciaprotónicab)Transferenciaelectrónicac)Hidrólisisd)Precipitación
(O.Q.L.Madrid2009)
En la reacción entre un ácido, HNO , y unmetal, Ag, siempre se forma la sal de ambassustancias,AgNO .Comoseobserva:
AgAg +e (oxidación)
Setratadeunatransferenciaelectrónica.
Larespuestacorrectaeslab.
7.146. Unamuestra de 0,243 g demagnesio reacciona con 0,250 g de nitrógeno dandonitruro demagnesio.Después de la reacción quedan 0,159 g de nitrógeno, ¿quémasa denitrurodemagnesiodehaformado?a)0,402gb)0,334gc)0,091gd)0,652g
(O.Q.L.CastillayLeón2009)
Deacuerdoconlaleydeconservacióndelamasa:
m inicial + mN(inicial –mN sobrante =mnitrurodemagnesio formado
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 377
Sustituyendo:
m formado =0,243g+ 0,250g–0,159g =0,334g
Larespuestacorrectaeslab.
7.147.En lapruebadeunmotor, la combustiónde1L (690 g)deoctano endeterminadascondiciones,produce1,5kgdedióxidode carbono. ¿Cuál es el rendimientoporcentualde lareacción?a)35,2%b)65,5%c)94,0%d)69,0%e)70,4%
(O.Q.N.Sevilla2010)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeloctanoes:
2C H (g)+25O (g)16CO (g)+18H O(l)
LamasadeCO quesedebeobteneres:
690gC8H181molC8H18114gC8H18
16molCO2molC8H18
44gCO1molCO
=2131gCO
Elrendimientodelprocesoes:
η=1500gCO real2131gCO teorico
100=70,4%
Larespuestacorrectaeslae.
7.148.Sehacereaccionaruntrozodetizacon6,5gdeHCl(aq)diluidoyseproducen2,3gde (g).Sabiendoqueel eselúnicocomponentede la tizaquereaccionaconelHCl,
¿cuáleselporcentajeenmasade quecontienelatiza?a)15,6%b)80,4%c)40,2%d)31,1%e)62,2%
(O.Q.N.Sevilla2010)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
CaCO (s)+2HCl(aq)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
LamasadeCaCO quecontienelatizaes:
2,3gCO21molCO244gCO2
1molCaCO1molCO2
100gCaCO1molCaCO
=5,23gCaCO
Expresadoenformadeporcentaje:
5,23gCaCO6,5gtiza
100=80,4%
Larespuestacorrectaeslab.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 378
7.149.Elsulfatodesodioseobtieneporreacciónentre:a) (s)yNaBr(aq)b) (l)yNaCl(s)c) (s)y (l)d) (g)yNaOH(s)
(O.Q.L.Murcia2010)
Setratadeunareaccióndedesplazamientoyaqueelácidomásfuerte,H2SO4,desplazaalmásdébil,HCl,desuscombinaciones.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentre yNaCles:
H SO (l)+2NaCl(s)Na SO (aq)+2HCl(g)
Larespuestacorrectaeslab.
7.150.Sisecalcina1,6gdeunamezcladecloratodepotasioycloratodesodio,quedaunresiduosólidodeclorurodepotasioyclorurodesodiode0,923g.¿Cuáleselporcentajedecloratodepotasiodelamuestrainicial?a)75%b)25%c)45%d)20%
(O.Q.L.Madrid2010)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesaladescomposicióntérmicadelassalesson:
2KClO (s)2KCl(s)+3O (g)
2NaClO (s)2NaCl(s)+3O (g)
Llamandoxeya lasmasasdeKClO yNaClO ,respectivamente,sepuedenplantear lassiguientesecuaciones:
xgKClO +ygNaClO =1,6gmezcla
xgKClO1molKClO122,6gKClO
1molKCl1molKClO
74,6gKCl1molKCl
+
+ygNaClO1molNaClO106,5gNaClO
1molNaCl1molNaClO
58,5gNaCl1molNaCl
=0,923gresiduo
Resolviendoelsistemaformadoporestasecuacionesseobtiene:
x=0,72gKClO
Elporcentajeenmasaenlamezclaes:
0,72gKClO 1,6gmezcla
100=45%
Larespuestacorrectaeslac.
7.151.¿Cuál lassiguientesreaccionesquímicasnorepresentaunpeligropara laatmósferaterrestre?a)2Fe+3/2 (s)b)C+ (g)c)C+½ CO(g)d)2 + 2 (g)
(O.Q.L.Madrid2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 379
a)Verdadero.Seformaunsólidoquenopuedecontaminarlaatmósfera.
b)Falso.SeformaCO (g)quecontribuyealefectoinvernadero.
c)Falso.SeformaCO(g)queestóxico.
d)Falso.SeformaH O(g)quecontribuyealefectoinvernadero.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.152. Una muestra de 0,738 g del sulfato reacciona con en exceso,produciendo1,511gde .¿CuáleslamasaatómicaM?a)26,94g/molb)269,4g/molc)17,83g/mold)21,01g/mol
(O.Q.L.Madrid2010)
RelacionandoBaSO conM SO :
1,511gBaSO1molBaSO233,3gBaSO
1molM SO3molBaSO
(3·96+2x)gM SO
1molM SO=0,738gM SO
Seobtiene,x=26,92g.
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastellón2008).
7.153.Cuandosehacenreaccionar10gdedihidrógenoy10gdedioxígenoseobtienen:a)Unmoldeaguab)20gdeaguac)30gdeaguad)3,76·10 moléculasdeagua
(O.Q.L.Asturias2010)
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndelaguaes:
2H (g)+O (g)2H O(l)
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
10gH1molH2gH
=5,0molH
10gO1molO32gO
=0,31molO
5,0molH0,31molO
=16
Como la relaciónmolar esmayor que2 quiere decir que sobraH , por lo que eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH Oformada:
0,31molO2molH O1molO
=0,62molH O
0,62molH O18gH O1molH O
=11,2gH O
0,62molH O6,022·10 moleculasH O
0,62molH O=3,76· moléculas
Larespuestacorrectaeslad.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 380
(CuestiónsimilaralapropuestaenMurcia1997,Baleares2007yMadrid2010).
7.154.Paralareacción:
2X+3Y3Zlacombinaciónde2,00molesdeXcon2,00molesdeYproduce1,75molesdeZ.¿Cuáleselrendimientodeestareacciónen%?a)43,8%b)58,3%c)66,7%d)87,5%
(O.Q.L.LaRioja2010)
Larelaciónmolares:
2,00molY2,00molX
=1
Como la relaciónmolar esmenor que 1,5 quiere decir que sobra X, por lo queYeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeZformada:
2,00molY3molZ3molY
=2,00molZ
Relacionandolascantidadesrealyteóricaseobtieneelrendimientodelproceso:
η=1,75molZ real2,00molZ teorico
100=87,5%
Larespuestacorrectaeslad.
7.155. ¿Cuántosmoles de (g) se producen por descomposición de 245 g de clorato depotasio?
2 (s)2KCl(s)+3 (g)a)1,50b)2,00c)2,50d)3,00
(O.Q.L.LaRioja2010)
RelacionandoKClO yO :
245gKClO1molKClO 122,6gKClO
3molO
2molKClO =3,00mol
Larespuestacorrectaeslad.
7.156.Enunareacciónquímica:a)Lamasatotaldelassustanciaspermaneceinvariable.b)Elnúmerototaldeátomosdecadaelementovaría.c)Elnúmeroatómicodeloselementosqueintervienenenlareacciónsemodificadurantelamisma.d)Lamasadelassustanciasdependedelmétododepreparación.
(O.Q.L.CastillayLeón2010)
a)Verdadero.DeacuerdoconlaleydeconservacióndelamasadeLavoisier,lamasatotaldelassustanciaspermaneceinvariable.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 381
b‐c‐d)Falso.Laspropuestassonabsurdas.
Larespuestacorrectaeslaa.
7.157.Elhidrógenoyeloxígenoseencuentranformando enlarelaciónenpeso1/8.Sisepreparaunareacciónentre0,18gdehidrógenoy0,18gdeoxígeno:a)Partedeloxígenoquedarásinreaccionar.b)Partedelhidrógenoquedarásinreaccionar.c)Todoelhidrógenoquedarásinreaccionar.d)Todoelhidrógenoreaccionaráconeloxígeno.
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Larelaciónmásicaquesetienees:
0,18gO0,18gH
=1
Como la relaciónmásica es<8quieredecirquesobra , por loqueO es el reactivolimitantequedeterminalacantidaddeH Oformada.
Larespuestacorrectaeslab.
7.158. Unamuestra de 0,32126 g de ácidomalónico, , requiere 26,21mL de unadisolucióndeNaOH(aq)para llevaracabode formacompleta lasíntesisde y
.¿CuáleslamolaridaddelNaOH(aq)?a)0,2649Mb)3,7512Mc)0,3751Md)2,6490M
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2010)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaneutralizaciónentreelácidomalónico,ácidodicarboxílico,H C O ,yNaOHes:
H C O (aq)+2NaOH(aq)Na H C O (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemolesdeHAneutralizadospermitecalcularsumasamolar:
0,32126gH C O26,21mLNaOH(aq)
10 mgH C O1gH C O
1mmolH C O104mgH C O
2mmolNaOH1mmolH C O
=0,2375M
Ningunarespuestaescorrecta.
7.159.Dadalaecuación:
2 (s)2KCl(s)+3 (g)Unamuestrade3,00gde sedescomponeyeloxígenoserecogea24,0°Cy0,982atm.¿Quévolumendeoxígenoseobtienesuponiendounrendimientodel100%?a)304mLb)608mLc)911mLd)1820mLe)2240mL
(Dato.R=0,082atm·L· · )(O.Q.L.Asturias2011)
ElnúmerodemolesdeO queseobtieneapartirdelsólidoes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 382
3,00gKClO1molKClO 122,6gKClO
3molO
2molKClO =0,0367molO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=0,0367mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 24+273 K
0,982atm1000mL
1L=910mL
Larespuestacorrectaeslac.
7.160.Sisemezclan200mLdeunadisolucióndenitratodeplomo(II)0,2Mconotros200mLdeunadisolucióndesulfatodesodio0,3M,seformancomoproductossulfatodeplomo(II)insolubleyotroproductosoluble,nitratodesodio.Laconcentracióndelsulfatodesodioquesobraes:a)0,02Mb)0,05Mc)0,2Md)Nada,estánenlasproporcionesestequiométricasadecuadas.
(O.Q.L.Asturias2011)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentrePb NO yNa SO es:
Pb NO (aq)+Na SO (aq)2NaNO (aq)+PbSO (s)
Elnúmerodemolesdecadaunodelosreactivoses:
200mLNa SO 0,3M0,3mmolNa SO1mLNa SO 0,3M
=60mmolNa SO
200mLPb NO 0,2M0,2mmolPb NO1mLPb NO 0,2M
=40mmolPb NO
Larelaciónmolares:
60mmolNa SO40mmolPb NO
=1,5
Comolarelaciónmolaresmayorque1quieredecirquesobraNa SO yque eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNa SO sobrante:
40molPb NO1mmolNa SO1molPb NO
=40mmolNa SO
60mmolNa SO inicial −40Na SO gastado =20Na SO sobrante
Considerandovolúmenesaditivoslaconcentraciónmolardeladisoluciónresultantees:
20mmolNa SO200+200 mLdisolucion
=0,05M
Larespuestacorrectaeslac.
7.161.Siaunadisolucióndesulfatodesodioseleadicionaotradeclorurodebario:a)Sedesprendeungastóxicodecolorverde.b)Sehueleintensamenteaazufre.c)Apareceunprecipitadoblanco.d)Sedesprendemuchocalor.
(O.Q.L.Murcia2011)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 383
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreBaCl yNa SO es:
BaCl (aq)+Na SO (aq)2NaCl(aq)+BaSO (s)
Setratadeunareaccióndeprecipitaciónenlaqueseformaunprecipitadode decolorblanco.
Larespuestacorrectaeslac.
7.162.Aldesmontarelcalentadordeaguaquellevaunalavadorasehaencontradoqueestárecubiertodeunacapablancaquesedesealimpiaryqueestáconstituidaporcarbonatodecalcio.Sepuededecirque:a)Elcolordecarbonatodecalcioesamarillo.b)Laúnicasoluciónserárestregarfuertementeconunestropajo.c)SeconsiguelimpiarsiseintroduceenunadisolucióndeNaOH.d)Convinagreypacienciaseconsigueeliminarlasustancia.
(O.Q.L.Murcia2011)
La ecuaciónquímica ajustada correspondiente a la reacción entre vinagre, acido acético(CH COOH)yCaCO es:
2CH COOH(aq)+CaCO (s)Ca CH COO (aq)+CO (g)+H O(l)
SetratadeunareaccióndeneutralizaciónentreelácidoCH COOHylabaseCaCO quesedisuelveypasaaformarlasalCa CH COO quequedaendisoluciónacuosa.
Larespuestacorrectaeslad.
7.163.Lacombustióndelpropanoloriginaeldióxidodecarbonosegún:a)C3H7OH+2,5 3 +4 b)C3H7OH+4,5 3 +4 c)3 +4 C3H7OH+4,5 d)C3H7OH+2 +5
(O.Q.L.Murcia2011)
LacombustióndeloshibrocarburosysusderivadosoxigenadosproduceCO (g)yH O(l).Enelcasodelpropanol,C3H7OH,laecuaciónajustadacorrespondienteasucombustiónes:
C3H7OH(l)+92O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)
Larespuestacorrectaeslab.
7.164.Unamuestrade6,25gdecincreaccionacon1,20gdefósforodandofosfurodecinc.Despuésdelareacciónquedan2,46gdecinc,¿quémasadefosfurodecincdehaformado?a)2,50gb)5,00gc)3,33gd)7,50g
(O.Q.L.CastillayLeón2011)
Deacuerdoconlaleydeconservacióndelamasa:
m (inicial)+ m (inicial)–m (sobrante) =m (formado)
Sustituyendo:
m (formado)=1,20g+ 6,25g–2,46g =5,00g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 384
Larespuestacorrectaeslab.
(CuestiónsimilaralapropuestaenCastillayLeón2009).
7.165.CuandosemezclaKOH(s)con (s)seproduceungas.¿Quégases?:a) b) c)HCld)
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Se tratadeuna reacciónácido‐basey laecuaciónquímicaajustadacorrespondiente a lamismaes:
KOH(s)+NH Cl(s)NH (g)+KCl(s)+H O(g)
Elgasquesedesprendeesel .
Larespuestacorrectaeslad.
7.166.Delossiguientesmetales¿cuálreaccionarámásviolentamenteconelagua?a)Cab)Kc)Mgd)Na
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2011)
Losmetalesalcalinosyalcalinotérreossonexcelentesreductoresyreaccionanfácilmenteconelagua.
Lareaccióndelosalcalinosesviolenta,sobretodoenelcasodelKqueencontactoconelaguaestallalanzandollamasdecolorvioletaentodaslasdirecciones.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondienteaestareacciónes:
2K(s)+2H O(l)2KOH(aq)+H (g)
Larespuestacorrectaeslab.
7.167. La combustión completa del isooctanose produce según la siguiente reacción (sinajustar):
+ + ¿Quévolumende medidoa60°Cy750mmHgseproduceporlacombustiónde100gdeestehidrocarburo?a)0,256Lb)194Lc)35,0Ld)39,9Le)219L
(Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=760mmHg)(O.Q.N.ElEscorial2012)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeloctanoes:
2C H (l)+25O (g)16CO (g)+18H O(l)
ElnúmerodemolesdeCO queseproducenes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 385
100gC H1molC H114gC H
8molCO1molC H
=7molCO
ConsiderandocomportamientoidealelvolumenocupadoporlosmolesdeCO :
V=7mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 60+273 K
750mmHg760mmHg1atm
=194L
Larespuestacorrectaeslab.
7.168.Cuandoseirradiadióxigenoconluzultravioleta,seconvierteparcialmenteenozono:
3 (g)2 (g)Uncontenedorcondióxigenoa20°Cy800mmHgdepresión, se irradiaduranteunciertotiempoy lapresióndesciendea700mmHg,medidaa lamismatemperatura.Elporcentajededioxígenoqueseconvierteenozonoes:a)66,6%b)33,4%c)62,5%d)2,14%e)37,5%
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Comosemantienenconstanteselvolumenylatemperaturadelrecipiente,elnúmerodemolesesdirectamenteproporcionalalapresión.Planteandolatablademoles(presiones):
O O ninicial 800 ntransformado x nformado ⅔xnfinal 800−x ⅔xntotal 800–x+⅔x=700
Elnúmerodemolesalfinales:
800–⅓x=700 x=300mmHgtransformados
Elporcentajecorrespondientees:
300mmHgO transformado800mmHgO inicial
100=37,5%
Larespuestacorrectaeslae.
7.169.Loshidrurosiónicosreaccionanconelaguaylosproductosson:a)Disoluciónácidaydihidrógenogas.b)Disoluciónácidaydioxígenogas.c)Disoluciónbásicaydihidrógenogas.d)Disoluciónneutraydioxígenogas.e)Dioxígenoydihidrógeno.
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Losmetalesalcalinosyalcalinotérreosformanhidrurosiónicosyestosreaccionanconelagua formando el hidróxido correspondiente (disolución básica) y desprendiendohidrógenogaseoso.
Lasecuacionesquímicascorrespondientesaestasreaccionesson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 386
NaH(s)+H O(l)NaOH(aq)+H (g)
CaH (s)+2H O(l)Ca OH (aq)+2H (g)
Larespuestacorrectaeslac.
7.170.¿Cuálesdelossiguientesproductosquímicoscontribuyenenmayormedidaala“lluviaácida”?a)Residuosdeuranioradiactivos.b)Ozonoenlasuperficieterrestre.c)Cloroparadesinfeccióndeaguas.d)Fosfatosendetergentes.e)Óxidosdenitrógeno.
(O.Q.N.ElEscorial2012)
Losóxidosdenitrógeno(NO )queseformanenlosmotoresdecombustióncontribuyenalaformacióndelalluviaácida.Lasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesa lasreaccionesdeformacióndelamismason:
N (g)+O (g)2NO(g)
2NO(g)+O (g)2NO (g)
3NO (g)+H O(l)2HNO (aq)+NO(g)
Larespuestacorrectaeslae.
7.171.Laconcentracióndebromuropresenteenladisoluciónresultantedemezclarunlitrodeunadisolución1molardebromurodepotasiocondoslitrosdeunadisolución1molardenitratodeplataes:a)0,3333molarb)1molarc)2molard)Bastantemenorque0,0001molar.
(O.Q.L.Murcia2012)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreKBryAgNO es:
KBr(aq)+AgNO (aq)KNO (aq)+AgBr(s)
Elnúmerodemolesdecadaunodelosreactivoses:
1LKBr1M1molKBr1LKBr1M
=1molKBr
2LAgNO 1M1molAgNO1LAgNO 1M
=2molAgNO
Larelaciónmolares:
2molAgNO1molKBr
=2
Como la relaciónmolar esmayor que1 quiere decir que sobraAgNO y queKBreselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeAgBrformado.
ElAgBresunsólidoinsolubleporloquelacantidaddeionbromuroquepermaneceendisoluciónesmuypequeña.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 387
Larespuestacorrectaeslad.
7.172. Cuando se hace pasar dióxido de carbono a través de una disolución que contienehidróxidodebario:a)Elgasquesalehueleahierbamojada.b)Ladisolucióncambiadelrosaalamarillo.c)Precipitaunsólidoblanco.d)Nopasanada.
(O.Q.L.Murcia2012)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCO yBa OH es:
CO (aq)+Ba OH (aq)BaCO (s)+H O(s)
Setratadeunareaccióndeprecipitaciónenlaqueseformaunprecipitadode decolorblanco.
Larespuestacorrectaeslac.
7.173.Elrendimientoteóricodeunareacciónenfasegaseosadependedela:a)Estequiometríadelareacción.b)Presión.c)Temperatura.d)Cantidaddereactivolimitante.
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
Elreactivolimitantedeunareaccióndeterminalacantidaddeproductoformadoy,portanto,elrendimientodelareacción.
Larespuestacorrectaeslad.
7.174.Paralareacción:
Mg(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)
¿Cuáleslamasademagnesioquereaccionacon25 deHCl2,5M?a)1,20gb)0,31gc)0,61gd)2,4g
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
RelacionandoHClconMg:
20cm HCl2,5M2,5mmolHCl1cm HCl2,5M
1mmolMg2mmolHCl
24,3mgMg1mmolMg
1gMg
10 mgMg=0,61gMg
Larespuestacorrectaeslac.
7.175.Paralareacción:
2NaOH(aq)+ (aq) (aq)+2 (l)
¿CuáleselvolumendeNaOH0,5Mquereaccionaexactamentecon25 de 2M?a)100 b)200 c)50 d)25
(O.Q.L.CastillayLeón2012)
ElnúmerodemmolesdeH SO aneutralizares:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 388
25cm H SO 2M2mmolH SO 1mLH SO 2M
=50mmolH SO
RelacionandoH SO coNaOH:
50mmolH SO 2mmolNaOH1mmolH SO
1cm NaOH0,5M0,5mmolNaOH
=100 NaOH0,5M
Larespuestacorrectaeslaa.
7.176. ¿Cuántosmolesde se requierenparacompletar lacombustiónde2,2gde generando y ?a)0,05gb)0,15c)0,25d)0,50
(O.Q.L.Castilla‐LaMancha2012)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelpropanoes:
C H (g)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
RelacionandoC H conO :
2,2gC H1molC H44gC H
5molO1molC H
=0,25mol
Larespuestacorrectaeslac.
7.177.Parapreparar0,5Ldeunadisolucióndeamoniaco1,5Msehacereaccionarsuficientesulfatodeamonioconhidróxidodepotasio.Sielrendimientodelareacciónesdeun90%,lacantidaddesalnecesariaexpresadaengramoses:a)37,9b)42,1c)55,0d)75,7
(O.Q.L.Asturias2012)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreKOHy NH SO es:
2KOH(aq)+ NH SO (aq)2NH (aq)+2H O(l)+K SO (aq)
RelacionandoNH con NH SO :
0,5LNH 1,5M1,5molNH 1,5M1LNH 1,5M
1mol NH SO2molNH
=0,375mol NH SO
0,375mol NH SO132g NH SO1mol NH SO
=49,5g NH SO
Comoelrendimientodelprocesoesel90%:
49,5g NH SO100g NH SO teorico90g NH SO real
=55,0g
Larespuestacorrectaeslac.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 389
7.178.CasitodoelcarbóndehullaquesequemaenEE.UU.contienedel1al3%deazufre,elcualsehallageneralmenteformandopartedemineralescomolaspiritas( ).Durantelacombustióndelcarbón,esteazufreseconvierteendióxidodeazufresegúnlareacción:
4 +11 2 +8 Partedeestedióxidodeazufresufreenlaatmósferaunprocesocausantebásicamentede:a)Efectoinvernadero.b)Disminucióndelacapadeozono.c)Lluviaácida.d)Formacióndelacarboxihemoglobinaquedificultaeltransportedeoxígenoenlasangre.
(O.Q.L.Asturias2012)
Eldióxidodeazufre,SO ,procedentedelatostacióndeestosmineralessetransforma,enlaatmósfera,conlaayudadelaradiaciónsolarentrióxidodeazufre,SO ,deacuerdoconlasiguienteecuación:
2SO (g)+O (g) 2SO (g)
También puede transformarse mediante la reacción con el ozno troposférico según laecuación:
SO (g)+O (g)SO (g)+O (g)
Posteriormente, losóxidosdeazufreencontactoconelaguade lluvia formanlosácidoscorrespondientes:
SO (g)+H O(l)H SO (aq)
SO (g)+H O(l)H SO (aq)
Estefenómenoseconoceconelnombredela“lluviaácida”.
Larespuestacorrectaeslac.
7.179.Eltrióxidodeazufreseobtieneporoxidacióndeldióxidodeazufresegúnlaecuación:
2 + 2 Si a partir de 16,0 g de unamuestra de se obtienen 18,0 g de , ¿cuál ha sido elrendimientodelproceso?a)70%b)80%c)90%d)100%
(O.Q.L.Galicia2012)
LamasadeSO quesedeberíadehaberobtenidoapartirde16,0gdeSO es:
16,0gSO1molSO64gSO
1molSO1molSO
80gSO1molSO
=20,0gSO
Elrendimientodelprocesoes:
η=18,0gSO real20,0gSO teorico
100=90%
Larespuestacorrectaeslac.
UV radiación
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 390
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 391
8.PROBLEMASdeREACCIONESQUÍMICAS
8.1.Unamuestragranuladadeunaaleaciónparaaviones(Al,MgyCu)quepesa8,72gsetrató inicialmente conunálcaliparadisolver el aluminio, y después conHClmuydiluidoparadisolverelmagnesiodejandounresiduodecobre.Elresiduodespuésdehervirloconálcalipesó2,10g,yelresiduoinsolubleenácidoapartirdelanteriorpesó0,69g.Determinalacomposicióndelaaleación.
(Canarias1997)
LamuestradealeaciónestáformadaporxgAlygMgzgCu
portanto,sepuedeescribirque:
x+y+z=8,72
AltratarlaaleaciónconálcalisedisuelveelAlqueseseparadelamezcla:
Al(s)+3OH (aq)Al OH (aq)
portanto,sepuedeescribirque:
y+z=2,10x=6,62gAl
AltratarelresiduodeMgyCuconHClsedisuelveelMgqueseseparadelamezcla:
Mg(s)+2HCl(aq)MgCl (aq)+H (g)
portanto,sepuedeescribirque:
z=0,69gCudedondey=1,41gMg
8.2. Cuando se queman completamente 14,22 g de una mezcla líquida que contieneexclusivamentemetanol ( ) y etanol ( ) se obtienen 16,21 g de agua. Sepide:a)Ajustarlasreaccionesdecombustiónqueseproducen.b)Hallarlosporcentajesenmasademetanolydeetanolenlamezclalíquida.c)Determinarlamasade quesedesprendeenlacombustiónyelvolumenqueocuparíaestegasmedidosobreaguaa70°Cyaunapresióntotalde934mmHg.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · =8,3415 J· · ;presiónde vapordelaguaa70°C=0,312·10 N· )
(CastillayLeón1997)
a) Las ecuaciones químicas ajustadas correspondientes a las combustiones de ambosalcoholesson:
(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
(l)+3 (g)2 (g)+3 (g)
b)Llamandoxey,respectivamente,alosgramosdeCH OHyCH CH OHenlamezclayrelacionandoestascantidadesconelH Oformada:
xgCH OH1molCH OH32gCH OH
2molH O1molCH OH
18gH O1molH O
=1,125xgH O
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 392
ygCH CH OH1molCH CH OH46gCH CH OH
3molH O
1molCH CH OH18gH O1molH O
=1,174ygH O
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
gCH OH+ygCH CH OH=14,22gmezcla
1,125xgH O+1,174ygH O=16,21gH O
x=9,93gCH OH
y=4,30gCH CH OH
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
9,93gCH OH14,22gmezcla
100=30,2%
4,30gCH CH OH14,22gmezcla
100=69,8%
c)RelacionandocadaunodelosalcoholesconelCO formado:
9,93gCH OH1molCH OH32gCH OH
1molCO
1molCH OH=0,31molCO
4,30gCH CH OH1molCH CH OH32gCH CH OH
2molCO
1molCH CH OH=0,19molCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgashúmedoes:
V=0,31+0,19 mol 8,3145J·mol 1·K 1 70+273 K
934mmHg0,312 105N m 2
760mmHg 0,312 105N m 2=0,13 CO2
8.3.Sedisponedeunamuestrade15,00gdegalenaque contieneun78%de sulfurodeplomo.Setrataconácidosulfúricodel98%deriquezaycuyadensidades1,836g/mL.Enlareacciónseproduce queserecogesobreagua,obteniéndose1litrodeácidosulfhídricodedensidad1,025g/mL.Calcular:a)Volumendeácidosulfúricogastado.b)Molaridadymolalidaddeladisolucióndeácidosulfhídricoresultante.
(CastillayLeón1997)
a)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónes:
PbS(s)+H SO (aq)PbSO (s)+H S(g)
ElnúmerodemolesdePbScontenidosenlamuestradegalenaes:
15,00ggalena78gPbS
100ggalena1molPbS239gPbS
=0,049molPbS
RelacionandoPbSconH SO :
0,049molPbS1molH SO1molPbS
98gH SO1molH SO
=4,8gH SO
Comosedisponededisoluciónderiqueza98%:
4,8gH SO 100gH SO 98%
98gH SO1mLH SO 98%1,836gH SO 98%
=2,7mL %
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 393
b)RelacionandoPbSconH S:
0,049molPbS1molH S1molPbS
=0,049molH S
Lamolaridaddeladisoluciónes:
0,049molH S1LH S aq
=0,049M
Lamasadisolucióndeácidosulfhídricoobtenida:
1LH S aq10 mLH S aq1LH S aq
1,025gH S aq1mLH S aq
=1025gH S aq
LamasadeH Sformadoes:
0,049molH S34gH S1molH S
=1,66gH S
Lamolalidaddeladisoluciónes:
0,049molH S1025gH S aq 1,66gH S gH O
10 gH O1kgH O
=0,048M
8.4.Enlascalderasdeunacentraltérmicaseconsumencadahora100kgdeuncarbónquecontiene un 3% de azufre. Si todo el azufre se transforma en dióxido de azufre en lacombustión:a) ¿qué volumen de dicho gas,medido en condiciones normales, se libera por hora en lachimenea?Paraeliminareldióxidodeazufreliberadoenlacentraltérmica,sedisponedeunacalizadel83% de riqueza en carbonato de calcio. Suponiendo que el rendimiento del proceso deeliminacióndel esdel75%yquelareacciónquetienelugares:
+ +½ + b)¿Quécantidaddecalizaseconsumiráporhora?c)¿Quécantidaddesulfatodecalcioseobtendráporhora?d)Enelprocesoanteriorseoriginanunos lodosdesulfatodecalcioqueseretiranconun40%dehumedad.Calculecuántastoneladasdelodosseretiranalaño.
(CastillayLeón1998)(CastillayLeón2005)(CastillayLeón2011)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelazufrees:
S(s)+O (g)SO (g)
Elnúmerodemolesdedióxidodeazufrequeseproducenporhoraes:
100kgcarbon10 gcarbon1kgcarbon
3gS
100gcarbon1molS32gS
1molSO1molS
=93,75molSO
a)Elvolumendedióxidodeazufre,medidoenc.n.,quesedesprendees:
93,75molSO22,4LSO1molSO
=2100L
b)Relacionandodióxidodeazufreconcalizateniendoencuentarendimientodelprocesoyriquezadelacaliza:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 394
xgcaliza75gcaliza(real)100gcaliza(teo)
83gCaCO100gcaliza
1molCaCO100gCaCO
1molSO1molCaCO
=93,75molSO
Seobtiene,x=15060gcaliza.
c)Relacionandodióxidodeazufre con sulfatode calcio teniendoen cuenta rendimientodelproceso:
93,75molSO1molCaSO1molSO
136gCaSO1molCaSO
75gCaSO (real)100gCaSO (teo)
=9563gCaSO4
d)Relacionandosulfatodecalcioconlodoshúmedos:
9563gCaSO4dıa
140glodo100gCaSO
1tlodo
106glodo365dıaano
=4,9tlodoaño
(En2011secambiaelapartadodporelc).
8.5.Unglobosellenaconhidrógenoprocedentedelasiguientereacción:
(s)+ (l) (aq)+ (g)a)Ajustelareacción.b) ¿Cuántosgramosdehidrurodecalcioharán faltaparaproducir250mLdehidrógeno,medidosencondicionesnormales,parallenarelglobo?c)¿QuévolumendeHCl0,1Mseránecesarioparaquereaccionetodoelhidróxidodecalcioformado?d)¿Quévolumenadquiriráelglobosiasciendehastalazonadondelapresiónesde0,5atmylatemperaturade‐73°C?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Extremadura1998)
a)Laecuaciónquímicaajustadaes:
(s)+ (l) (aq)+ (g)
b)Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegasaobteneres:
n=1atm·0,25L
0,082atm·L·mol 1·K 1 273K=1,1·10 2molH2
RelacionandoH yCaH :
1,1·10 2molH1molCa OH
2molH42gCa OH1molCa OH
=0,235g
c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaneutralizacióndelCa OH conHCles:
2HCl(aq)+Ca OH (aq)CaCl (aq)+2H O(l)
RelacionandoH yHCl:
1,1·10 2molH1molCa OH
2molH
2molHCl1molCa OH
1LHCl0,1M0,1molHCl
=0,11LHCl
d) Considerando comportamiento ideal, el volumen ocupado el gas en condicionesdiferentesalasinicialeses:
V=1,1·10 2mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 273 73 K
0,5atm=3,7L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 395
El descenso de la temperatura debe reducir el volumen ocupado por el gas, pero eldescenso de presión hace aumentar el volumen del gas y este aumento compensa lareduccióndelvolumenproducidaporelenfriamientodelgas.
8.6. Al tratar 0,558 g de una aleación de cinc y aluminio con ácido clorhídrico, sedesprendieron 609 mL de hidrógeno que fueron recogidos sobre agua a 746 mmHg depresióny15°Cdetemperatura.a)Escribelasreaccionesdelcincyelaluminioconelácidoclorhídrico.b)Calculaelnúmerodemolesdehidrógenoqueseobtuvieronenelexperimento.c)Calculalacomposicióndelamuestraexpresandoelresultadoen%.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;presióndevapordelaguaa15°C=13mmHg)(Valencia1998)
a)LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelosmetalesconHClson:
Zn(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)
Al(s)+6HCl(aq)2 (aq)+3 (g)
b)Aplicandolaecuacióndeestadodeungasideal:
n=(746 13)mmHg
1atm760mmHg 609mL
1L103mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 15+273 K=2,49·102molH2
c)Llamandoxey,respectivamente,alosgramosdeZnyAlenlaaleaciónyrelacionandoestascantidadesconelH formado:
xgZn1molZn65,4gZn
1molH1molZn
=0,0153xmolH
ygAl1molAl27gAl
3molH2molAl
=0,0556ymolH
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
xgZn+ygAl=0,558gmezcla
0,0153xmolH +0,0556ymolH =0,0249molH
x=0,152gZn
y=0,406gAl
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
0,152gZn0,558gmezcla
100=27,2%Zn0,406gAl
0,558gmezcla100=72,8%Al
8.7. Por la acción del agua sobre el carburo de aluminio ( ) se obtiene metano ehidróxidodealuminio.Calculaelvolumendegasmetano,medidosobreaguaa16°Cy736mmHgdepresión,queseobtiene,suponiendounapérdidadegasdel1,8%,partiendode3,2gdecarburodealuminiodel91,3%deriqueza.(Datos. Constante R = 0,082 atm·L· · ; presión de vapor del agua a 16°C = 13,6mmHg)
(Valencia1998)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónquímicaentreAl C yH Oes:
Al C (s)+12H O(l)3CH (g)+4Al OH (aq)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 396
RelacionandoAl C conCH4:
3,2gmuestra91,3gAl C100gmuestra
1molAl C144gAl C
3molCH1molAl C
=6,09·10‐2molCH
Teniendoencuentalapérdidadegas:
6,09·10 2molCH (teorico)1,8molCH (perdido)100molCH (teorico)
=1,1·10 3molCH (perdido)
6,09·10 2molCH (teorico)‐1,1·10 3molCH (perdido)=5,98·10 2molCH (real)
Considerando comportamiento ideal y teniendo en cuenta que el gas se encuentrarecogidosobreagua:
V=5,98·10 2mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 16+273 K
736 13,6 mmHg760mmHg1atm
=1,49LCH4
8.8.Setienen90gdeetano( )gas.Suponiendoqueeletanoesungasideal,calcula:a)Volumenqueocupaa1atmy25°C.b)Númerodemoléculasdeetanoquehayenlos90g.c)Volumende (gas,consideradotambiénideal)quesepuedeformar,alamismapresiónytemperatura,apartirdeletanosilareacciónsiguienteescompleta(ajustapreviamentelaecuaciónquímica):
(g)+ (g) (g)+ (l)
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia1998)
Elnúmerodemolesdegascorrespondientealos90gdeetanoes:
90gC H 1molC H30gC H
=3molC H
a)Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgasenlascondicionesdadases:
V=3mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=73,3L
b)Aplicandoelconceptodemol,elnúmerodemoléculascorrespondientealamasadegases:
3molC H 6,022·1023moleculasC H
1molC H=1,8·1024moléculas
c)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndeletanoes:
C H (g)+72O (g)
2 CO (g)+3H O(l)
RelacionandoC H yCO :
3molC H 2molCO21molC H
=6molCO
Considerando comportamiento ideal, el volumen ocupado por el gas en las condicionesdadases:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 397
V=6mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=146,6L
8.9. Se tratan 6 g de aluminio en polvo con 50mL de disolución acuosa 0,6M de ácidosulfúrico.Suponiendoqueelprocesoquetienelugares:
Al(s)+ (aq) (aq)+ (g)Determina,trashaberajustadolaecuaciónquímica:a) El volumen de hidrógeno que se obtendrá en la reacción, recogido en una cubetahidroneumáticaa20°Cy745mmHg.(Lapresióndevapordelaguaa20°Ces17,5mmHg).b) La cantidad de · que se obtendrá por evaporación de la disoluciónresultantedelareacción.c)Elreactivoquesehallaenexcesoylacantidadquesobra,expresadaengramos.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Valencia1998)
Paralaresolucióndelosapartadosa)yb)esprecisoresolveranteselapartadoc).c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yAles:
2Al(s)+3H SO (aq)Al SO (aq)+3H (g)
Paradeterminarcuál esel reactivo limitante,esprecisocalcularelnúmerodemolesdecadaunadelasespeciesreaccionantes:
6gAl1molAl27gAl
=0,222molAl
50mLH SO 0,6M0,6molH SO
103mLH SO 0,6M=0,03molH SO
0,03molH SO0,222molAl
=0,13
Como la relación molar es menor que 1,5 quiere decir que sobra Al que queda sinreaccionar y que el es el reactivo limitante que determina las cantidades desustanciasquereaccionanyseproducen.
RelacionandoH SO yAl:
0,03molH SO 2molAl
3molH SO27gAl1molAl
=0,54gAl(gastado)
6,0gAl(inicial)–0,54gAl(gastado)=5,46gAl(enexceso)
a)RelacionandoH SO yH :
0,03molH SO 3molH
3molH SO=0,03molH
Considerando comportamiento ideal y que además el gas se encuentra recogido sobreagua(cubetahidroneumática),elvolumenqueocupaes:
V=0,03mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
745‐17,5 mmHg760mmHg1atm
=0,75L
b)RelacionandoH SO yAl SO :
0,03molH SO1molAl SO3molH SO
=0,01molAl SO
ComosetratadeAl SO ·H O:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 398
0,01molAl SO1molAl SO ·H O1molAl SO
360gAl SO ·H O1molAl SO ·H O
=3,6g · O
8.10.Paradeterminarlariquezadeunamuestradecincsetoman50gdeellaysetratanconuna disolución de ácido clorhídrico de densidad 1,18 g· y 35% en peso de HCl,necesitándosepara lacompletareaccióndelcinccontenidoen lamuestra,129 dedichadisolución.a)Establecerlaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónquetienelugar.b)Determinarlamolaridaddeladisolucióndeácidoclorhídrico.c)Hallarelporcentajedecincenlamuestra.d)¿Quévolumendehidrógeno,recogidoa27°Cya lapresiónde710mmHg,sedesprenderáduranteelproceso?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia1999)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyZnes:
Zn(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)
b) Tomando como base de cálculo 100 g de disolución de HCl de riqueza 35%, suconcentraciónmolares:
35gHCl100gHCl35%
1molHCl36,5gHCl
1,18gHCl35%1cm3HCl35%
103cm3HCl35%1LHCl35%
=11,3M
c)ElnúmerodemolesdeHClquereaccionanes:
123cm3HCl35%11,3molHCl
103cm3HCl35%=1,46molHCl
ParacalcularlariquezadelamuestraserelacionanlosmolesdeHClyZn:
1,46molHCl1molZn2molHCl
65,4gZn1molZn
=47,6gZn
47,6gZn
50gmuestra100=95,3%Zn
d)RelacionandoHClconH :
1,46molHCl1molH2molHCl
=0,73molH
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=0,73mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
710mmHg760mmHg1atm
=19,2L
8.11.Paraconocerlacomposicióndeunaaleacióndealuminioycinc,setrataunamuestrade0,136gdeéstaconexcesodeácidoclorhídricoyserecogen129,0mLdehidrógenogasencondicionesnormalesdepresiónytemperatura.
(Galicia1999)(Canarias2000)
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelosmetalesconelHClson:
Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl (aq)+H (g)
2Al(s)+6HCl(aq)2AlCl (aq)+3H (g)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 399
ElnúmerodemolesdeH desprendidoes:
129,0mLH1LH
103mLH1molH22,4LH
=5,8·10 3molH
Llamandox ey a lasmasas de Zn yMg contenidas en la aleación y relacionando estascantidadesconelH formado:
xgZn1molZn65,4gZn
1molH1molZn
=1,5·10 2xmolH
ygAl1molAl27gAl
3molH2molAl
=5,6·10 2ymolH
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
xgZn+ygAl=0,136galeacion
1,5·10 2x+5,6·10 2y molH =5,8·10 3molH
x=0,045gZn
y=0,091gAl
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
0,044gZn0,136galeacion
100=32,4%Zn0,092gAl
0,136galeacion100=67,6%Al
(EnCanarias2000elgasserecogea27°Cy1atm).
8.12.La tostaciónde lapirita (mineraldedisulfurodehierro) conducea laobtencióndedióxido de azufre y trióxido de dihierro, compuestos que pueden emplearse para lafabricacióndeácidosulfúricoyobtencióndehierrorespectivamente.Calcule:a)La cantidadde trióxidodedihierroquepodríaobtenerseapartirde100 toneladasdepiritadeunariquezadel86%endisulfurodehierro,sielrendimientoglobaldelprocesodeextraccióndelmencionadoóxidoesdel82%.b)Elvolumendedisolucióndeácidosulfúricodel98%deriquezaydensidad1,83g/cm3quepodríaobtenerseconlapiritamencionadasielrendimientoglobaldelprocesodeobtencióndeácidosulfúricoesdel70%.
(CastillayLeón1999)
a)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealatostacióndelapiritaes:
4FeS (s)+11O (g)2Fe O (s)+8SO (l)
RelacionandopiritaconFe O :
100tpirita10 gpirita1tpirita
86gFeS100gpirita
1molFeS119,8gFeS
2molFe O4molFeS
=3,589 10 molFe O
Sielrendimientodelprocesoesdel82%:
3,589 10 molFe O159,6gFe O1molFe O
1tFe O10 gFe O
82tFe O exp100tFe O teo
=46,97t
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndelH SO es:
SO (g)+½O (aq)+H O(l)H SO (aq)
RelacionandopiritaconSO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 400
100tpirita10 gpirita1tpirita
86gFeS100gpirita
1molFeS119,8gFeS
8molSO4molFeS
=1,436 10 molSO
Sielrendimientodelprocesoesdel70%lacantidaddeH SO aobteneres:
1,436 10 molSO1molH SO1molSO
70molH SO exp100molH SO teo
=1,005 10 molH SO
SielH SO esdel98%deriqueza:
1,005 10 molH SO98gH SO1molH SO
100gH SO 98%
98gH SO=1,005 10 gH SO 98%
Elvolumendedisolucióndel98%es:
1,005·10 gH SO 98%1cm H SO 98%1,83gH SO 98%
1m gH SO 98%10 cm H SO 98%
=54,9m3H2SO498%
8.13.Elorigende formacióndeuna cueva seencuentraen ladisolucióndelcarbonatodecalciograciasalaguadelluviaquecontienecantidadesvariablesde ,deacuerdoconelproceso:
(s)+ (g)+ (l) (aq)+2 (aq)a)Suponiendoqueunacueva(subterránea)tiene formaesféricayunradiode4m,queelaguade lluvia contiene enpromedio20mgde /L,que la superficie sobre la cueva esplanay,por tanto,eláreadondecae la lluvia responsablede la formaciónde lacuevaescircular,de4mderadio,yqueenpromediocaen240L/ alañoenellugardondesehaformadolacueva,calculaeltiempoquehanecesitadoparaqueseformaralacueva.b) Calcula la concentración (en mol/L y en mg/L) que tendría el en el aguasubterráneadeesacueva,suponiendoquelaúnicafuentedeaguafueralalluviaylaúnicafuentedecalciofueralareacciónarribaindicada.Sisetomaraunlitrodeaguadelacuevayse evaporara el agua, en estas condiciones, ¿qué cantidad de bicarbonato de calcio seobtendría?c) En realidad se ha analizado el agua de la cueva, observándose que tiene la siguientecomposiciónenmg/L: 40,0; 13,1; 7,8; 153,0; 23,8y 10,9.Suponiendo que al evaporar un litro de aguamineral, todo el calcio se combina con elbicarbonato, calcula la masa de formado. Si el bicarbonato que sobra secombinaconelsodio,calculalamasade formado.Sielsodiosobrantesecombinaconelcloruro,calcula lamasadeclorurode sodioque se forma.Sielcloruro sobrante secombinaconelmagnesio,calcula lamasadeclorurodemagnesioobtenida.Sielmagnesioque sobra se combina con el sulfato, calcula lamasade sulfatodemagnesio obtenida. Sifinalmenteelsulfatoquesobrasecombinaracon ,¿cuánto deberíatenerelagua(enmg/L),yquemasade seformaría?
(Datos. esfera=4/3π ; círculo=π ;densidad (s)=2,930g· )(Valencia1999)
a)Eláreasobrelaquecaeelaguadelluviaes:
A=π· 4m =50,265m
Elvolumendeaguaquecaesobrelacuevaenunañoes:
50,265m240Lm ·ano
=12064Lano
ElvolumendelacuevayportantodeCaCO quesedisuelvees:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 401
V=43π 4m
106cm1m
=2,681·108cm CaCO
LacantidaddeCaCO quesetienequedisolverenlacuevaes:
2,681·108cm CaCO2,930gCaCO1cm CaCO
1molCaCO100gCaCO
=7,855·106molCaCO
RelacionandoCaCO yCO :
7,855·106molCaCO1molCO1molCaCO
44gCO1molCO
=3,456·108gCO
RelacionandoCO yaguadelluvia:
3,456·108gCO103mgCO1gCO
1Lagua20mgCO
=1,728·1010Lagua
Eltiemponecesariopararecogerelaguadelluviaes:
1,728·1010Lagua1ano12064L
=1,432·106años
b) Teniendo en cuentaque el aguade lluvia contiene20mgCO /L la concentracióndeCa expresadaenmol/Lymg/Les:
20mgCOL
1gCO
103mgCO1molCO44gCO
1molCa1molCO
=4,54·10 4mol
L
4,54·10 4 molCaL
40gCa1molCa
103mgCa1gCa
=18,2mg
L
c)Trabajandoenmmolesymg,lasmasasdelassalesqueseformanson:
Ca HCO (considerandolimitanteelionCa )
40mgCa1mmolCa40mgCa
1mmolCa HCO
1mmolCa162mgCa HCO1mmolCa HCO
=162mgCa HCO
NaHCO (obtenidoconelionHCO sobrante)
162mgCa HCO –40mgCa =122mgHCO
153mgHCO (total)–122mgHCO (gastado)=31mgHCO (sobrante)
31mgHCO1mmolHCO61mgHCO
1mmolNaHCO1mmolHCO
84mgNaHCO1mmolNaHCO
=42,7mg
NaCl(obtenidoconelionNa sobrante)
42,7mgNaHCO –31mgHCO =11,7mgNa
13,1mgNa (total)–11,7mgNa (gastado)=1,4mgNa (sobrante)
1,4mgNa1mmolNa23mgNa
1mmolNaCl1mmolNa
58,5mgNaCl1mmolNaCl
=3,6mgNaCl
MgCl (obtenidoconelionCl sobrante)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 402
3,7mgNaCl–1,4mgNa =2,3mgCl
10,9mgCl (total)–2,3mgCl (gastado)=8,6mgCl (sobrante)
8,6mgCl1mmolCl35,5mgCl
1mmolMgCl2mmolCl
95,3mgMgCl1mmolMgCl
=11,5mg
MgSO (obtenidoconelionMg sobrante)
11,5mgMgCl –8,6mgCl =2,9mgMg
7,8mgMg (total)–2,9mgMg (gastado)=4,9mgMg (sobrante)
4,9mgMg1mmolMg24,3mgMg
1mmolMgSO1mmolMg
120,3mgMgSO1mmolMgSO
=24,3mg
K SO (obtenidoconelionSO sobrante)
24,3mgK SO –4,9mgMg =19,4mgSO
23,8mgSO (total)–19,4mgSO (gastado)=4,4mgSO (sobrante)
4,4mgSO1mmolSO96mgSO
1mmolK SO1mmolSO
174,2mgK SO1mmolK SO
=8,0mg
LamasadeionK necesariaparaesacantidaddeK SO es:
8,0mgK SO –4,4mgSO =3,6mg
8.14.Un gramodeunproductoalimenticio seataca siguiendo elmétododeKjeldahl conácido sulfúrico y catalizadores adecuados, con lo que todo el nitrógeno se convierte ensulfatoamónico.Despuésdeunaseriedetratamientos,elsulfatoamónicosetransformaenamoníacoqueserecogesobre25mLdeácidosulfúrico0,1M.Elexcesodeácidosevaloraconhidróxidosódico0,1Mconsumiéndose7mLdelmismo.Calcular:a)Elcontenidoennitrógenodelproducto.b)Elporcentajedeproteínasenelmismo,silaproporcióndenitrógenoenellasesdel16%.
(CastillayLeón1999)
a)ElnúmerototaldemmolesdeH SO usadosenelprocesodedigestiónes:
25mLH SO 0,1M0,1mmolH SO1mLH SO 0,1M
=2,5mmolH SO
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaneutralizacióndelexcesodeH SO es:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemmolesdeH SO enexcesoes:
7mLNaOH0,1M0,1mmolNaOH1mLNaOH0,1M
1mmolH SO2mmolNaOH
=0,7mmolH SO
ElnúmerodemmolesdeH SO usadosenladigestiónes:
2,5mmolH SO total 0,7mmolH SO exceso =1,8mmolH SO digestión
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yNH es:
H SO (aq)+2NH (aq) NH SO (aq)+2H O(l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 403
RelacionandoH SO conN:
1,8mmolH SO2mmolNH1mmolH SO
1mmolN1mmolNH
14mgN1mmolN
=50,4mgN
RelacionandoNconproteína:
50,4mgN1galimento
1gN
10 mgN100gproteína
16gN100=31,5%proteína
8.15.Aunlaboratoriollegaunamuestrahúmedaqueesunamezcladecarbonatosdecalcioymagnesiodelaquesedeseaconocerlacomposiciónporcentual.Paraellosepesan2,250gde lamisma y se calcinan en un crisol de porcelana hasta su total descomposición a losóxidoscorrespondientes.Enelprocesosedesprendedióxidodecarbonogaseoso,quemedidoa1,5atm y 30°C ocupaun volumen de413,1 .Una vez frío el crisol seprocedea supesada, llegandoa laconclusióndequeelresiduosólidoprocedentede lacalcinacióntieneunamasade1,120g.Calculelacomposiciónporcentualdelamezcla.(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(CastillayLeón2000)
Las ecuaciones químicas correspondientes a la descomposición térmica de amboscarbonatosson:
CaCO (s)CaO(s)+CO (g)
MgCO (s)MgO(s)+CO (g)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeCO desprendidoes:
n=1,5atm·413,1mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 30+273 K1L
103mL=2,5·10 2molCO
Llamandox ey a lasmasas de CaCO yMgCO3 contenidas en lamezcla y relacionandoestascantidadesconelCO formado:
xgCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCO1molCaCO
=x100
molCO
ygMgCO1molMgCO84,3gMgCO
1molCO
1molMgCO=
y84,3
molCO
x100
+y
84,3=2,5·10 2
RelacionandolasmasasdeCaCO yMgCO conelCaOyMgOformados:
xgCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCaO1molCaCO
56gCaO1molCaO
=56x100
gCaO
ygMgCO1molMgCO84,3gMgCO
1molMgO1molMgCO
40,3gMgO1molMgO
=40,3y84,3
gMgO
56x100
+84,3y84,3
=1,12
Resolviendoelsistemadeecuacionesseobtiene:
x=0,717gCaCO y=1,503gMgCO
Elporcentajedecadacarbonatorespectodelamuestrahúmedaes:
0,717gCaCO2,25gmezcla
100=31,9%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 404
1,503gMgCO2,25gmezcla
100=66,8%
8.16. En las botellas de aguamineral suele figurar el análisis químico de las sales quecontieney,además,el residuo seco,quecorrespondeal residuo sólidoquedejaun litrodeaguamineralcuando seevaporaa sequedad.Estenúmeronocoincidecon la sumade lasmasas de las sustancias disueltas, porque al hervir, algunas sustancias sufrentransformaciones, como por ejemplo, los bicarbonatos que se transforman en carbonatos,conlacorrespondientepérdidadedióxidodecarbonoyagua:
(aq) (s)+ (g)+ (g)Elanálisisdeunaguamineralenmg/Leselsiguiente:
40,87,813,1124,116,630,7
a)Compruebaquetienelamismacantidaddecargaspositivasynegativas.b)Suponiendoque todoelcalcio seencuentraen formadebicarbonatodecalcioyque seproducen las pérdidas indicadas en la introducción, calcula el residuo seco al evaporar asequedadunlitrodeaguamineral.c)Sialevaporarasequedad,todoelsulfatoseencuentraenformadesulfatodesodio,¿quémasade sulfatode sodio,de cloruro de sodio,de clorurodemagnesio y de carbonatodecalcioseobtienenenelresiduoseco?
(Valencia2000)
a) Se calcula el número de mmoles correspondientes a los cationes (moles de cargaspositivas)yaniones(molesdecargasnegativas)contenidosenunlitrodeaguamineral:
40,8mgCa1mmolCa40mgCa
2mmol(+)1mmolCa
=2,04mmol(+)
7,8mgMg1mmolMg24,3mgMg
2mmol(+)1mmolMg
=0,64mmol(+)
13,1mgNa1mmolNa23mgNa
1mmol(+)1mmolNa
=0,57mmol(+)
3,25mmol(+)
Procediendodelamismaformaconlosaniones:
124,1mgHCO1mmolHCO61mgHCO
1mmol(‐)
1mmolHCO=2,03mmol(‐)
16,6mgSO1mmolSO96mgSO
2mmol(‐)1mmolSO
=0,35mmol(‐)
30,7mgCl1mmolCl35,5mgCl
1mmol(‐)1mmolCl
=0,87mmol(‐)
3,25mmol(‐)
Haciendounbalancedecargasseobservaquecoincideelnúmerodecargaspositivasconeldecargasnegativas.
b)Elresiduosecoestaráformadoporlasmasasdeloscationesyanionesalaquehayquedescontarlamasadelosgasesqueseliberanenlareacción(CO yH O):
m . =m –m m . =m – m +m
m =[ 40,8+7,8+13,1 + 124,1+16,6+30,7 ]mg=233,1mg
m =40,8mgCa +124,1mgHCO =164,9mgCa HCO
TodoelCa secovierteenCaCO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 405
Ca HCO (aq)CaCO (s)+CO (g)+H O(g)
m =40,8mgCa1mmolCa40mgCa
1mmolCaCO1mmolCa
100mgCaCO1mmolCaCO
=102,0mgCaCO
Portanto,lamasadelresiduosecoes:
m . =(233,1mgiones)–[164,9mgCa HCO +102,0mgCaCO ]=170,2mg
c)Lasmasasdelassalescontenidasenlasbotellason:
Na SO (considerandolimitanteelionSO )
16,6mgSO1mmolSO96mgSO
1mmolNa SO1mmolSO
142mgNa SO1mmolNa SO
=24,6mg
NaCl(obtenidoconelionNa sobrante)
16,6mgSO1mmolSO96mgSO
2mmolNa1mmolSO
23mgNa1mmolNa
=8,0mgNa
13,1mgNa (total)–8,0mgNa (gastado)=5,1mgNa (sobrante)
5,1mgNa1mmolNa23mgNa
1mmolNaCl1mmolNa
58,5mgNaCl1mmolNaCl
=13,0mgNaCl
MgCl (considerandolimitanteelionMg quereaccionaconelCl sobrante)
7,8mgMg1mmolMg24,3mgMg
1mmolMgCl1mmolMg
95,3mgMgCl1mmolMgCl
=30,6mg
CaCO (calculadoenelapartadoanterior)=102,0mg
8.17.Unamuestrade3g,mezcladeclorurodeamonio( )yclorurodesodio(NaCl)sedisuelveen60 deunadisolucióndehidróxidodesodioquecontiene26g· deNaOH.Sehierve ladisolución resultantehastaconseguireldesprendimientode todoelamoníacoformado.ElexcesodeNaOHsevalora,hastaneutralización,con24 deunadisolucióndeácidosulfúricoquecontiene39,5g· de .Calculeelcontenidodeclorurodeamonioenlamuestraoriginal.
(Murcia2001)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreNaOHyNH Cles:
NH Cl(s)+NaOH(aq)NaCl(aq)+NH (g)+H O(l)
LosmolesdeNaOHquereaccionanconNH Clseobtienenmediante ladiferenciade losmolestotalesylosconsumidosconH SO .
▪MolestotalesdeNaOH
60cm disolucion26gNaOH
103cm disolucion1molNaOH40gNaOH
=0,039molNaOH
▪MolesenexcesodeNaOH(reaccionadosconH SO )
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 406
LosmolesdeNaOHquereaccionanconladisolucióndeH SO deconcentración39,5g/L:
24cm disolucion39,5gH SO
103cm disolucion1molH SO98gH SO
2molNaOH1molH SO
=0,019molNaOH
▪MolesdeNaOHquereaccionanconNH Cl
0,039molNaOH 0,019molNaOH =0,020molNaOH
RelacionandoNaOHyNH Cl:
0,020molNaOH1molNH Cl1molNaOH
53,5gNH Cl1molNH Cl
=1,07gNH Cl
Lariquezadelamuestraes:
1,07gNH Cl3gmezcla
100=35,7%
8.18.EnelorigendelaTierra,lacortezasólidaestabarodeadadeunaatmósferaqueestabaconstituidapor , , , yvapordeagua.Estaatmósfera,sometidaalaradiaciónsolar, descargas eléctricas y erupciones volcánicas, originó elmedio químico en el que seformaronlosprimerosseresvivos.En1952, S.Miller yH.Urey introdujeron enunaparato , , , ydespuésdesometerlamezclaalaaccióndedescargaseléctricas,comprobaronalcabodeunosdíaslaformacióndemoléculassencillas: HCHO(formaldehídoometanal) (ácidoláctico) (glicina) (urea)Enunaexperienciadelaboratorio,quereproduceelexperimentodeMilleryUrey,separtióexclusivamente de , y . Al final de la experiencia el análisis dio el siguienteresultado: 0,1273gdeformaldehído 0,0543gdeácidoláctico 0,1068gdeácidoacético 0,1190gdeurea
0,0962gdeglicina yciertacantidaddehidrógenomolecular.Calcula lamasa de las tres sustancias de partida y la cantidad demoles de hidrógenomolecularalfinaldelaexperiencia.
(Valencia2001)
Enlosproductosobtenidos,elcarbonoprocededelCH ,eloxígenoprocededelH OyelnitrógenodelNH .Porcomodidadserealizantodosloscálculosenmgymmoles.
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeformaldehído,CH O,es:
CH (g)+H O(g)CH O(g)+2H (g)
Elnúmerodemolesdeformaldehídoes:
0,1273gCH O10 mgCH O1gCH O
1mmolCH O30mgCH O
=4,24mmolCH O
Relacionandolacantidaddedeformaldehídoconelrestodesustancias:
4,24mmolCH O1mmolCH1mmolCH O
16mgCH1mmolCH
=67,9mg
4,24mmolCH O1mmolH O1mmolCH O
18mgH O1mmolH O
=76,4mg
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 407
4,24mmolCH O2mmolH1mmolCH O
=8,48mmol
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeácidoláctico,C H O ,es:
3CH (g)+3H O(g)C H O (g)+6H (g)
Elnúmerodemolesdeácidolácticoes:
0,0543gC H O10 mgC H O1gC H O
1mmolC H O90mgC H O
=0,60mmolC H O
Relacionandolacantidaddeácidolácticoconelrestodesustancias:
0,60mmolC H O3mmolCH
1mmolC H O16mgCH1mmolCH
=29,0mg
0,60mmolC H O3mmolH O
1mmolC H O18mgH O1mmolH O
=32,6mg
0,60mmolC H O6mmolH
1mmolC H O=3,62mmol
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeácidoacético,C H O ,es:
2CH (g)+2H O(g)C H O (g)+4H (g)
Elnúmerodemolesdeácidoacéticoes:
0,1068gC H O10 mgC H O1gC H O
1mmolC H O60mgC H O
=1,78mmolC H O
Relacionandolacantidaddeácidoacéticoconelrestodesustancias:
1,78mmolC H O2mmolCH
1mmolC H O16mgCH1mmolCH
=57,0mg
1,78mmolC H O2mmolH O
1mmolC H O18mgH O1mmolH O
=64,1mg
1,78mmolC H O4mmolH
1mmolC H O=7,12mmol
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeurea,CON H ,es:
CH (g)+H O(g)+2NH (g)CON H (g)+4H (g)
Elnúmerodemolesdeureaes:
0,1190gCON H10 mgCON H1gCON H
1molCON H60gCON H
=1,98mmolCON H
Relacionandolacantidaddeureaconelrestodesustancias:
1,98mmolCON H1mmolCH
1mmolCON H16mgCH1mmolCH
=31,7mg
1,98mmolCON H1mmolH O
1mmolCON H18mgH O1mmolH O
=35,7mg
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 408
1,98mmolCON H2mmolNH
1mmolCON H17mgNH1mmolNH
=67,4mg
1,98mmolCON H4mmolH
1mmolCON H=7,92mmol
Laecuaciónquímicacorrespondientealaformacióndeglicina,C H NO ,es:
2CH (g)+2H O(g)+NH (g)C H NO (g)+5H (g)
Elnúmerodemolesdeglicinaes:
0,0962gC H NO10 mgC H NO1gC H NO
1molC H NO75gC H NO
=1,28mmolC H NO
Relacionandolacantidaddeglicinaconelrestodesustancias:
1,28mmolC H NO2mmolCH
1mmolC H NO16mgCH1mmolCH
=41,0mg
1,28mmolC H NO2mmolH O
1mmolC H NO18mgH O1mmolH O
=46,2mg
1,28mmolC H NO1mmolNH
1mmolC H NO17mgNH1mmolNH
=21,8mg
1,28mmolC H NO5mmolH
1mmolC H NO=6,40mmol
Presentandolosresultadosparcialesenformadetabla:
masa(mg) mol(mmol)Sustancia m(mg)
127,3 67,9 76,4 — 8,48 54,3 29,0 32,6 — 3,62 106,8 57,0 64,1 — 7,12 119,0 31,7 35,7 67,4 7,92 96,2 41,0 46,2 21,8 6,40
Total 503,6 226,6 255,0 89,2 33,50
8.19.La fermentaciónde laglucosa, ,paraproduciretanoltiene lugardeacuerdoconlareacción(noajustada):
+ Calculalacantidaddeetanol,enkg,queproduciríalafermentaciónde2,5kgdeglucosasielrendimientodelareacciónesdel25%.
(Valencia2001)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealafermentacióndelaglucosaes:
C H O (s)2CH CH OH(l)+2CO (g)
Relacionandoglucosaconetanol:
2,5kgC H O103gC H O1kgC H O
1molC H O180gC H O
2molCH3CH2OH1molC H O
=27,8molCH CH OH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 409
27,8molCH CH OH46gCH CH OH1molCH CH OH
1kgCH CH OH
103gCH CH OH=1,28kgCH CH OH
Teniendoencuentaunrendimientodel25%:
1,28kgCH CH OH25kgCH CH OH(real)100kgCH CH OH(total)
=0,32kg
8.20.Paradeterminarlacomposicióndeunbicarbonatosódicocomercial,formadoporunamezcladecarbonatoácidodesodioycarbonatodesodio,juntoconpequeñascantidadesdeaguaysalesamónicasvolátiles,sepesan0,9985gdesustanciaquesedisuelvenenaguayacidulanconácidosulfúrico.Eldióxidodecarbonoquesedesprendeseabsorbeendisolucióndehidróxidopotásico, comprobándoseunaumentodemasade0,5003genelaparatodeabsorción.La disolución sulfúrica se evapora a sequedad y se pesa el residuo una vez calcinado,obteniéndose0,8362g.a)Calculeelporcentajedeloscarbonatosácidoyneutroexistentesenlamuestraoriginal.b) Explique cómo hubiera realizado prácticamente en el laboratorio la determinaciónseñalada.
(CastillayLeón2001)
a)LasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalareaccióndeloscomponentesdelamezclaconH SO son:
Na CO (s)+H SO (aq)Na SO (aq)+CO (g)+H O(l)
2NaHCO (s)+H SO (aq)Na SO (aq)+2CO (g)+2H O(l)
LlamandoxeyalosmolesdeNa CO yNaHCO contenidasenlamezclayrelacionandoestascantidadesconelCO absorbido:
xmolNa CO1molCO
1molNa CO44gCO1molCO
=44xgCO
ymolNaHCO1molCO
1molNaHCO44gCO1molCO
=44ygCO
44x+44y=0,5003
Relacionando los moles de Na CO y NaHCO con el Na SO que queda después deevaporarasequedad:
xmolNa CO1molNa SO1molNa CO
142gNa SO1molNa SO
=142xgNa SO
ymolNaHCO1molNa SO2molNaHCO
142gNa SO1molNa SO
=71yNa SO
142x+71y=0,8362
Resolviendoelsistemadeecuacionesseobtiene:
x=4,07·10 4gNa CO y=1,096·10 2gNaHCO
Elporcentajedecadaespecierespectodelamuestraoriginales:
4,07·10 4gNa CO0,9985gmezcla
106gNa CO1molNa CO
100=4,3%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 410
1,096·10 2gNaHCO0,9985gmezcla
84gNaHCO1molNaHCO
100=92,2%
b)SetaraunmatrazErlenmeyerysepesalamezclaoriginal,seañadeaguaysetapaconun tapóncondosorificios,unopara colocarun tubode seguridadporelque seechaelácidosulfúricoyotroporelqueseconectauntubodesiliconaquepermita lasalidadeldióxidodecarbonogaseosohacialadisolucióndehidróxidodepotasio.
Se pesa la disolución de hidróxido de potasio antes y después de que pase el gas. Ladiferenciademasaproporcionalamasadedióxidodecarbonoliberadoporlamezcla.
Se toma disolución que queda en el matraz Erlenmeyer y se pasa a una cápsula deporcelana,previamentetarada.Sepesaysecalientaasequedad.Sedejaenfriarysevuelveapesar.Ladiferenciademasaproporcionalamasadesulfatodesodioformado.
8.21.Cuandoelgas obtenidoalhacerreaccionar41,6gdeAlconunexcesodeHClsehacepasarsobreunacantidadenexcesodeCuO:
Al(s)+HCl(aq) (aq)+ (g)
(g)+CuO(s)Cu(s)+ (l)a)¿CuántosgramosdeCuseobtendrán?b)¿Cuálseríaelrendimientosiseobtuvieran120gdeCu?
(Canarias2002)
a)Lasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalasreaccionesdadasson:
2Al(s)+6HCl(aq)2AlCl (aq)+3H (g)
H (g)+2CuO(s)Cu(s)+H O(l)
RelacionandoAlyCu:
41,6gAl1molAl27gAl
3molH2molAl
1molCu1molH
63,5gCu1molCu
=146,8gCu
b)Para calcular el rendimientodel proceso se relacionan las cantidades experimental yteóricadeCu:
120gCu(experimental)146,8gCu(teorica)
100=81,8%
8.22.Elfosfatotricálcico,principalcomponentede larocafosfática,es insolubleenaguay,portanto,nopuedeutilizarsecomoabono.Porreacciónconelácidosulfúricoseoriginaunamezcladedihidrógenofosfatodecalcioysulfatodecalcio.Esamezcla,queseconoceconelnombrede“superfosfatodecal”,síqueessolubleenagua.
+2 +2 Sedeseaobtenerunatoneladadesuperfosfatodecalapartirderocafosfáticaquecontiene70% de riqueza en peso de fosfato de calcio y de ácido sulfúrico del 93% de riqueza ydensidad1,75g/mL.Calculaelpesodemineralnecesarioyelvolumendeácidoconsumido,sabiendoqueserequiereun10%deexcesodelácidoyqueelrendimientodelprocesoesdel90%.¿QuéporcentajedeCa,SyPcontieneelsuperfosfato?
(Valencia2002)
Elsuperfosfatodecalesunamezclaformadapor:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 411
1molCa HPO234gCa HPO1molCa HPO
=234gCa HPO
2molCaSO136gCaSO1molCaSO
=272gCaSO4
506gmezcla
Se desea obtener 1 t de mezcla pero el rendimiento es del 90%, la cantidad teórica aproducires:
xtmezcla(teorica)90gmezcla(real)
100tmezcla(teorica)=1tmezcla(real)x=1,11tmezcla
Relacionandolamezclaconunodesuscomponentes,porejemplo,CaSO :
1,11tmezcla10 gmezcla1tmezcla
2molCaSO506gmezcla
=4387,4molCaSO
RelacionandoCaSO conCa PO :
4387,4molCaSO1molCa PO2molCaSO
310gCa PO1molCa PO
=6,8·105gCa PO
Comolarocafosfáticatieneunariquezadel70%:
6,8·105gCa PO100groca
70gCa PO1kgroca
103groca=971kgroca
RelacionandoCaSO conH SO :
4387,4molCaSO2molH SO2molCaSO
98gH SO1molH SO
=4,30·105gH SO
ComoseutilizaunadisolucióndeH SO del93%deriqueza:
4,30·105gH SO100gH SO 93%
93gH SO1mLH SO 93%1,75gH SO 93%
=2,64·105mLH SO 93%
Comoseañadeunexcesodel10%deladisolucióndeH SO :
2,64·105mLH SO 93%10mLH SO 93%(exceso)
100mLH SO 93%(necesario)=2,64·104mLH SO 93%
Elvolumentotaldeácidogastado:
2,64·105+2,64·104 mLH SO 93%1LH SO 93%
103mLH SO 93%=290,4L 93%
ElporcentajedeCa,SyPenelsuperfosfatoes:
3molCa506gmezcla
40gCa1molCa
100=23,7%Ca
2molS506gmezcla
32gS1molS
100=12,6%S
2molP506gmezcla
31gP1molP
100=12,3%P
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 412
8.23. Se mezclan 20 g de cinc puro con 200 mL de HCl 6 M. Una vez terminado eldesprendimiento de hidrógeno, lo que indica que la reacción ha terminado, ¿cuál de losreactivosquedaráenexceso?Calculaelvolumendehidrógeno,medidoencondicionesnormales,quesehabrádesprendidoalfinalizarlareacción.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Canarias2003)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyZnes:
Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl (aq)+H (g)
Paradeterminarcuál esel reactivo limitante,esprecisocalcularelnúmerodemolesdecadaunadelasespeciesreaccionantes:
Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
20gZn1molZn65,4gZn
=0,306molZn
200mLHCl6M6molHCl
103mLHCl6M=1,2molHCl
1,2molHCl0,306molZn
=3,9
Como larelaciónmolares>2quieredecirquesobraHCl,por loqueZneselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeH formada:
0,306molZn1molH1molZn
=0,306molH
RelacionandoHClyZn:
0,306molZn2molHCl1molZn
103mLHCl6M
6molHCl=102mLHCl6M(gastado)
200mLHCl6M(inicial)–102mLHCl6M(gastado)=98mLHCl6M(enexceso)
Considerandocomportamientoideal,elvolumenqueocupaelgases:
V=0,306mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 273K
1atm=6,9L
8.24.Unamezclade carbonatode sodio y carbonatodepotasio,depeso total1,000g, setrata con ácido clorhídrico en exceso. La disolución resultante se lleva a sequedad y elresiduoobtenido(nadamásmezcladeclorurosdesodioypotasio)pesa1,091g.Calcula lafracciónmolardelosdoscompuestosenlamezclainicial.
(Baleares2003)
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdeloscarbonatosconHClson:
Na CO (s)+2HCl(aq)2NaCl(s)+CO (g)+H2O(g)
K CO (s)+2HCl(aq)2KCl(s)+CO (g)+H2O(g)
Llamando x e y a losmoles de Na CO y de K CO , respectivamente, contenidos en lamezcla,seobtienenlassiguientescantidadesdemezclainicialyderesiduo:
xmolNa CO106gNa2CO31molNa2CO3
106xgNa CO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 413
ymolK CO106gK CO1molK CO
138ygK CO
xmolNa CO2molNaCl
1molNa CO58,5gNaCl1molNaCl
117xgNaCl
ymolK CO2molKCl
1molK CO74,5gKCl1molKCl
149ygKCl
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
106xgNa CO +138ygK CO =1,000gmezcla
117xgNaCl+149ygKCl=1,091gresiduo
x=4,4·10 molNa CO
y=3,9·10 molK CO
Lasrespectivasfraccionesmolaresson:
x =4,4·10 molNa CO
4,4·10 molNa CO +3,9·10 molK CO=0,47
x =3,9·10 molK CO
4,4·10 molNa CO +3,9·10 molK CO=0,53
8.25.Elamoníaco,sindudaunodeloscompuestosmásimportantesdelaindustriaquímica,seobtieneindustrialmentemedianteelprocesoideadoen1914porFritzHaber(1868‐1934)en colaboración con el ingeniero químico Carl Bosch (1874‐1940). La preparación dehidróxidodeamonioylaobtencióndeureasondosdesusmuchasaplicaciones.a)¿Quévolumendeamoníaco,medidoenlascondicionesdelproceso(400°Cy900atm),seobtendría a partir de 270 litros de hidrógeno y 100 litros de nitrógeno,medidos en lasmismascondiciones,sisesabequeelrendimientodelareacciónesdel70%.b) ¿Cuántos litros de hidróxido de amonio, del 28% y densidad 0,90 g· , se podránprepararconelamoníacoobtenidoenelapartadoanterior?c)Laurea (carbamida), , esun compuesto sólido cristalinoque seutiliza comofertilizanteycomoalimentoparalosrumiantes,alosquefacilitaelnitrógenonecesarioparalasíntesisdelasproteínas.Suobtenciónindustrialsellevaacaboporreacciónentredióxidodecarbonoyamoníacoa350°Cy35atm.¿Cuálseráelvolumendedióxidodecarbonoyeldeamoníaco,medidosambosenlascondicionesdelproceso,necesariosparaobtener100kgdeureasielrendimientodelprocesoesdel80%?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2003)
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareaccióndeobtencióndeNH es:
N (g)+3H (g)2NH (g)
Alexistir inicialmentecantidadesdeambosreactivosesprecisodeterminarcuáldeelloses el reactivo limitante para poder calcular la cantidad de NH obtenida. Teniendo encuentaque1moldecualquiergasocupaVLendeterminadascondicionesdepyT.
270LH1molHVLH
=270V
molH
100LN1molNVLN
=100V
molN
270V molH
100V molN
=2,7
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 414
Comoseobserva,larelaciónmolaresmenorque3,locualquieredecirquesobraN ,porloquesegastatodoel queeselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeNH obtenido.
Para relacionar el reactivo limitante, H , con NH se tiene en cuenta la ley de lascombinacionesvolumétricasdeGay‐Lussac:
270LH2LNH3LH
=180LNH
Comoelrendimientodelprocesoesdel70%elvolumenobtenidoes:
180LNH70LNH (real)
100LNH (teorico)=126L
b)Para saber el volumendedisolución acuosaque sepuedepreparar con los126LdeNH ,medidosa900atmy400°C,delapartadoanterioresprecisoconocerelnúmerodemolescorrespondientealosmismos.Aplicandolaecuacióndeestadodeungasideal:
n=900atm·126L
0,082atm·L·mol 1·K 1 400+273 K=2055molNH3
Comoelhidróxidodeamonioesunadisoluciónacuosadel28%deamoniaco,NH (aq):
2055molNH317gNH1molNH
100gNH 28%
28gNH3=1,25·105gNH4OH28%
1,25·105gNH 28%1mLNH 28%0,9gNH 28%
1LNH 28%
10 mLNH 28%=139L 28%
c) Se desea obtener 100 kg de urea y el rendimiento del proceso es del 80%, luego lacantidadquehabráquepreparares:
xkgCO NH (teorico)80kgCO NH (real)
100kgCO NH (teorico)=100kgCO NH (real)
seobtiene,x=125kgCO NH (teorico).
Losmolesdeureaaprepararson:
125kgCO NH10 gCO NH1kgCO NH
1molCO NH60gCO NH
=2084molCO NH
Laecuaciónquímicacorrespondientealaobtencióndelaureaes:
CO (g)+2NH (g)CO NH (s)+H O(l)
RelacionandoureaconCO :
2084molCO NH1molCO
1molCO NH=2084molCO
Considerandocomporamientoideal,elvolumendeCO quesenecesitaenlareacciónes:
V=2084mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 350+273 K
35atm=3042L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 415
ComoelnúmerodemolesgastadosdeNH eseldoblequedeCO ,yambassustanciassongaseosas, el volumen, medido en las mismas condiciones de presión y temperatura,tambiénseráeldoble,V=6084L .
8.26.Alhacerreaccionarconoxígeno5,408gdeunaaleacióndeMgyAl,seobtienecomoresiduo una mezcla de los óxidos de ambos metales que pesa 9,524 g. Determinar elporcentajeenpesodelMgenlaaleación.
(Extremadura2003)
Lasecuacionesquímicascorrespondientesalaoxidacióndeambosmetaleses:
Mg(s)+O (g)MgO(s)
2Al(s)+32O (g)Al O (s)
LlamandoxeyalosmolesdeMgyAl,respectivamente,sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
xmolMg24,3gMg1molMg
+ymolAl27gAl1molAl
=5,408galeacion
xmolMg1molMgO1molMg
40,3gMgO1molMgO
+ymolAl1molAl O2molAl
102gAl O1molAl O
=9,524goxidos
Resolviendoelsistemaseobtiene:
x=0,1234molMg y=0,0892molAl
LamasadeMgenlaaleaciónes:
0,1234molMg24,3gMg1molMg
=2,999galeacion
ElporcentajedeMgenlaaleaciónes:
2,999gMg5,408galeacion
100=55,4%Mg
8.27. Una gota (0,1mL) de una disolución de ácido clorhídrico del 20% enmasa y unadensidadde1,10g· ,seextiendesobreunaláminadealuminiode0,10mmdeespesor.Suponiendoquetodoelácidoreaccionaytraspasalaláminadeunladoaotro,calcule:a)Lamolalidaddeladisolucióndeácidoclorhídrico.b)Elvolumendehidrógenodesprendido,medidoa27°Cy101kPa.c)Eláreaydiámetrodelagujerocircularproducido.
(Datos.R=0,082atm·L· · ;1atm=101,325kPa; =2,70g· )(Murcia2003)(CastillayLeón2012)
a)Tomandounabasedecálculode100gdedisolucióndeHCldel20%setienen20gdeHCly80gdeH O.Aplicandoelconceptodemolalidad:
20gHCl80gH O
1molHCl36,5gHCl
103gH O1kgH O
=6,9m
b)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreHClyAl:
6HCl(aq)+2Al(s)2AlCl (aq)+3H (g)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 416
LosmolesdeHClgastados:
0,1mLHCl20%1,10gHCl20%1mLHCl20%
20molHCl
100gHCl20%1molHCl36,5gHCl
=6·10 molHCl
RelacionandoHClconH :
6·10 molHCl3molH6molHCl
=3·10 molH
Considerandocomporamientoideal,elvolumendeH ,medidoa101000Pay27°C,quesedesprendeenlareacciónes:
V=3·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
101kPa101,325kPa
1atm=7,4·10 L
c)RelacionandoHClconAl:
6·10 molHCl2molAl6molHCl
27gAl1molAl
1cm3Al2,70gAl
=2·10 cm3Al
Suponiendoqueelagujeroformadoescircular,enlachapadesapareceuncilindrodeAl.Como el volumen del cilindro es V = S·h, siendo S la superficie básica y h la altura delcilindro,seobtiene:
S=2·10 cm3
0,10mm10 mm3
1cm3 =20mm2
Considerandoquelasuperficieescircular,S=πr ,eldiámetroes:
r=20mmπmm
=2,52mmD=5,04mm
(En el Murcia 2003 se utiliza una gota de HCl con la mitad de volumen y el doble deconcentración, 12 M; además, no se pregunta ni la molalidad de la disolución ni eldiámetrodelorificio).
8.28.Unamuestra de 1,02 g·que contenía solamente carbonato de calcio y carbonato demagnesio, se calentó hasta descomposición de los carbonatos a óxidos y (g). Lasreaccionesqueseproducenson:
(s)CaO(s)+ (g)
(s)MgO(s)+ (g)Elresiduosólidoquequedódespuésdelcalentamientopesó0,536g.Calcula:a)Lacomposicióndelamuestra.b)Elvolumende producido,medidoenc.n.
(Cádiz2003)
a)Llamandoxey,respectivamente,alosmolesdeCaCO yMgCO enlamezclasepuedeplantearlasiguienteecuación:
xmolCaCO100gCaCO1molCaCO
+ymolMgCO84,3gMgCO1molMgCO
=1,02gmezcla
Relacionandoestascantidadesconelresiduoformado:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 417
xmolCaCO1molCaO1molCaCO
56gCaO1molCaO
+ymolMgCO1molMgO1molMgCO
40,3gMgO1molMgO
=0,536gres.
Resolviendoelsistemaseobtiene:
x=5,90·10 molCaCO y=5,09·10 molMgCO
Lasmasascorrespondientesson:
5,90·10 molCaCO100gCaCO1molCaCO
=0,590gCaCO
5,09·10 molMgCO84,3gMgCO1molMgCO
=0,429gMgCO
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
0,590gCaCO1,02gmezcla
100=57,8% 0,429gMgCO1,02gmezcla
100=42,1%
b)RelacionandolosmolesdecadacomponenteconelCO producido:
5,90·10 molCaCO1molCO1molCaCO
+5,09·10 molMgCO1molCO
1molMgCO=0,011molCO
Elvolumencorrespondientemedidoencondicionesnormaleses:
0,011molCO22,4LCO1molCO
=0,25L
8.29.Unamezclade4,800gdehidrógenoy36,400gdeoxígenoreaccionancompletamente.Demuestreque lamasatotalde lassustanciaspresentesantesydespuésde lareacciónsonlasmismas.
(CastillayLeón2004)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreH yO es:
2H (g)+O (g)2H O(l)
Lamasainicialdelasespeciespresentesenlareacciónes:
4,800gH +36,400gO =41,2g
Alexistir inicialmentecantidadesdeambosreactivosesprecisodeterminarcuáldeelloseselreactivolimitanteparapodercalcularlacantidaddeH Oobtenida.
4,800gH1molH2gH
=2,4molH
36,400gO 1molO32gO
=1,1375molO
2,4molH
1,1375molO=2,1
Comoseobserva,larelaciónmolaresmayorque2,locualquieredecirquesobraH ,porloquesegasta todoel , queeselreactivo limitante yquedetermina la cantidaddeH Oobtenida.
RelacionandoH conO sepuedeobtenerlamasadeH sobrante:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 418
1,1375molO2molH1molO
2gH1molH
=4,55gH
4,800gH (inicial)–4,550gH (gastado)=0,25gH (exceso)
RelacionandoH conH2Oseobtienelamasadeéstaformada:
1,1375molO2molH O1molO
18gH O1molH O
=40,95gH O
Lamasafinaldelasespeciespresentesenlareacciónes:
0,25gH (exceso)+40,95gH O=41,2g,portanto,secumplelaleydeLavoisier.
8.30.Enel laboratorioencontramosun frascoviejoquecontieneunamuestrade cinc, sinmásinformación.Parasabercuálessuriquezasehacereaccionar4,25gdeesamuestraconunexcesodeácidoclorhídrico6M,loquedalugaralaformacióndehidrógenogasyclorurodecinc.Elgashidrógenoserecogea20°Cy745mmHgocupandounvolumende950mL.Calcular:a)Lariquezadeesamuestradecincen%.b)Quévolumendedisoluciónácidaesnecesarioparaobteneresevolumendehidrógenogas.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Galicia2004)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreHClyZnes:
Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl (aq)+H (g)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegases:
n=745mmmHg·950mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
1atm760mmHg
1L
103mL=3,9·102molH
RelacionandoH yZn:
3,9·102molH1molZn1molH
65,4gZn1molZn
=2,55gZn
ElporcentajedeZnenlamuestraes:
2,55gMg4,25gmuestra
100=60,0%Zn
b) Relacionando H con HCl se obtiene el volumen de disolución ácida necesaria paraobtenerelgas:
3,9·102molH2molHCl1molH
103mLHCl6M
6molHCl=13mLHCl6M
8.31.Unamuestraqueconsisteenunamezcladeclorurosdesodioypotasiopesa0,3575g,produce 0,1162 g de perclorato de potasio. Calcula los porcentajes de cada uno de losclorurosdelamezcla.
(Cádiz2004)
Comoelpercloratodepotasioformadoprocededelcloruropotasiodelamezclaoriginal:
0,1162gKClO1molKClO138,6gKClO
1molCl
1molKClO1molKCl1molCl
74,6gKCl1molKCl
=0,0625gKCl
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 419
Elporcentajedepercloratodepotasioenlamezclaoriginales:
0,0625gKCl0,3575gmezcla
100=17,5%KCl
Elrestoesclorurodesodio:
100%mezcla–17,5%KCl=82,5%NaCl
8.32. El sulfato de amonio se obtiene industrialmente burbujeando amoníaco gaseoso atravésdeácidosulfúricodiluido,según:
2 (g)+ (l) (s)Calcula:a)Elvolumendeamoníaco,a20°Cy700mmHg,necesarioparaobtener50kgdesulfatodeamoniodel80%deriquezaenpeso.b)Elvolumendeácidosulfúricodel50%deriquezaenpesoydensidad1,40g· queseconsumiráendichapreparación.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Cádiz2004)
Lacantidadde NH SO aobteneres:
50·103g NH SO 80%80g NH SO
100g NH SO 80%1mol NH SO132g NH SO
=303mol NH SO
a)Relacionando NH SO conNH :
303mol NH SO2molNH
1mol NH SO=151,5molNH
Suponiendocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=151,5mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
700mmHg760mmHg
1atm=3952L
b)Relacionando NH SO conH SO :
303mol NH SO1molH SO
1mol NH SO98gH SO1molH SO
=2,97·104gH SO
ComosedisponedeunadisolucióndeH2SO4deriqueza50%:
2,97·104gH SO100gH SO 50%
50gH SO1mLH SO 50%1,40gH SO 50%
=4,24·104mL 50%
8.33. El proceso Ostwald para la fabricación de lleva consigo la oxidación delamoníacoporairesobreuncatalizadordeplatino,según:
4 (g)+5 (g)6 +(g)+4NO(g)
2NO(g)+ (g)2 (g)¿Qué volumen de aire (este contiene un 21% de oxígeno en volumen) a 27°C y 1 atm senecesitaparalaconversióncompletaporesteprocesode5toneladasde en ?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Cádiz2004)
Laecuaciónquímicacorrespondientealareacciónglobales:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 420
4NH (g)+5O (g)6H2O+(g)+4NO(g)
ElnúmerodemolesdeNH atransformares:
5tNH10 gNH1tNH
1molNH17gNH
=2,94·10 molNH
RelacionandoNH conO (reacción1):
2,94·105molNH5molO4molNH
=3,68·10 molO
RelacionandoNH conO (reacción2):
2,94·105molNH4molNO4molNH
1molO2molNO
=1,47·10 molO
LacantidadtotaldeO2consumidoes:
3,68·10 molO (reacción1)+1,47·10 molO (reacción2)=5,15·10 molO (total)
En unamezcla gaseosa la composición volumétrica coincide con la composiciónmolar,relacionandoO conaire:
5,15·105molO100molaire21molO
=2,45·106molaire
Suponiendocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelairees:
V=2,45·106mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1atm=6,03·107Laire
8.34.Alatemperaturade25°Cy750mmHgdepresiónreaccionancompletamente250gdeunapiedracalizaconunadisolucióndeHCldel35%enpesoydensidad1,18g/mLsegúnlasiguientereacción:
(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)+ (l)sabiendoquelapiedracalizatieneunariquezaen (s)del80%,calcule:a)Elvolumendedióxidodecarbonoproducidomedidoenlasmismascondicionesdepresiónytemperaturadelareacción.b)ElvolumendeladisolucióndeHClnecesario.c)Cantidaddepiedracalizanecesariaparaobtener1kgde (s).(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(Córdoba2004)
ElnúmerodemolesdeCaCO contenidosenlamuestradecalizaes:
250gcaliza80gCaCO100gcaliza
1molCaCO100gCaCO
=2molCaCO
a)RelacionandoCaCO yCO :
2molCaCO1molCO1molCaCO
=2molCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=2mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
750mmmHg760mmHg1atm
1L
103mL=49,5L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 421
b)RelacionandoCaCO yHCl:
2molCaCO2molHCl1molCaCO
36,5gHCl1molHCl
100gHCl35%
35gHCl1mLHCl35%1,18gHCl35%
= mLHCl35%
c)RelacionandoCaCl yCaCO :
1kgCaCl103gCaCl1kgCaCl
1molCaCl111gCaCl
1molCaCO1molCaCl
=9molCaCO
RelacionandoCaCO ycaliza:
9molCaCO100gCaCO1molCaCO
100gcaliza80gCaCO
= gcaliza
8.35.Laindustriaquímicautilizagrandescantidadesdeácidos.Dehechoentre losdiversosproductos químicos de más producción de la industria española (tanto orgánicos comoinorgánicos)estáelácidonítricoqueencuentrasusprincipalesaplicacionesen laindustriadelosfertilizantes,explosivosyfabricacióndeproductosquímicos.a)Enunfrascodeácidonítricoconcentrado,seleelassiguientesinscripciones:
masamolecular:63,01 densidad:1,38 riquezaenpeso:60%a1)¿CuántosmLdelácidosenecesitanparapreparar250mLdedisoluciónde 2M?a2)¿CuántosmLde 2Msonnecesariosparaalcanzarelpuntodeequivalenciaenunatitulaciónde50mLdehidróxidoamónico0,5M?Justifique,cualitativamentesienelpuntodeequivalenciaelpHseráácido,básicooneutro.b)Seledioaunestudianteunácidodesconocido,quepodíaserácidoacético,( ),ácido pirúvico ( ) o ácido propiónico ( ). El estudiante preparóunadisolucióndelácidodesconocidodisolviendo0,100gdelmismoen50,0mLdeagua.Acontinuación,valoróladisoluciónhastaelpuntodeequivalenciaconsumiéndose11,3mLdeunadisolucióndeNaOH0,100M.Identifiquerazonadamenteelácidodesconocido.
(Sevilla2004)
a1)LamasadeHNO quesenecesitaparaprepararladisolución2Mes:
250mLHNO 2M2molHNO
10 mLHNO 2M63,01gHNO1molHNO
=31,51gHNO
Comosedisponededisolucióndel60%:
31,51gHNO100gHNO 60%
60gHNO1mLHNO 60%1,38gHNO 60%
38mL %
a2)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndeneutralizaciónes:
HNO (aq)+NH (aq)NH NO (aq)+H O(l)
Elnúmerodemmolessolutocontenidosenladisoluciónbásicaes:
50mLNH 0,5M0,5mmolNH1mLNH 0,5M
=2,5mmolNH
RelacionandoNH yHNO 2M:
2,5mmolNH1mmolHNO1mmolNH
1mLHNO 2M2mmolHNO
=12,5mL 2M
Comoreaccionancantidadesestequiométricas,enelpuntodeequivalenciahayNH NO :
NH NO (aq)NH (aq)+NO (aq)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 422
Elionnitratonosehidrolizayaqueeslabaseconjugadadelácidonítrico(ácidofuerte);yel ionamonioeselácidoconjugadodelamoníaco(basedébil),portanto,sehidrolizadeacuerdoconlareacción:
NH (aq)+H O(l)NH (aq)+H O (aq)
Enestareacciónseproduceniones ,luegoelpHdeladisoluciónesácido.
b)LlamandoHXalácidodesconocido,lareaccióndeneutralizacióndelmismoes:
HX(aq)+NaOH(aq)NaX(aq)+H O(l)
ElnúmerodemolesdeHXneutralizadosconNaOHes:
11,3mLNaOH0,1M0,1molNaOH
103mLNaOH0,1M1molHX
1molNaOH=1,13·103molHX
RelacionandolosgramosymolesdelácidoHX:
0,100gHX
1,13·103molHX=88,5g·mol1
Calculando las masas molares de los ácidos propuestos: acético (CH COOH, M = 60);propiónico (CH CH COOH,M = 74); pirúvico (CH COCOOH,M = 88). Se observa que lamasamolar obtenidaapartirde la reaccióndeneutralización coincide con ladelácidopirúvicoque,portanto,serálasustanciaproblema.
8.36. Lamayoría de las pastillas antiácido contienen, entre otras cosas, unamezcla decarbonatodecalcioycarbonatodemagnesio.Paracalcularelcontenidoencarbonatosseañadeunexcesodeácidoclorhídrico,conloquetodoelcarbonatosetransformaendióxidodecarbono:
(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)+ (l)
(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)+ (l)Acontinuación,sevaloraelexcesodeácidoclorhídricoconunadisolucióndeNaOH:
NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+ (l)Datosdelaexperiencia:
Pesodelapastillaantiácido:1,4576gPesodelfragmentodepastillautilizadoenelanálisis:0,3515gDisolucióndeácidoclorhídrico:0,18MDisolucióndehidróxidodesodio:0,10M
Procedimiento:Seintroduceelfragmentodepastillaenunmatrazerlenmeyerde250mLyseañaden25mLdedisolucióndeHCl0,18M.Conayudadeunavarillaagitadorasedisuelve lamuestra.Seañadentresgotasdedisoluciónderojocongo,queesunindicadorácido‐basequetomacolorvioletaenmedioácidoycolorrosaenmediobásico,ysevaloracondisolucióndeNaOHhastaqueelindicadorviredelcolorvioletaarosa.Enlaexperienciaseconsumieron7,3mLdeestadisolución.Calcula:a)Molesdecarbonatodecontenidosenlamuestrautilizadaparaelanálisis.b)Molesdecarbonatodecontenidosenunapastilla.c)Gramosdecarbonatodecalcioydemagnesiocontenidosenunapastilla,sabiendoquedelpesototaldecarbonatosel89,47%correspondeacarbonatodecalcioyel10,53%restanteacarbonatodemagnesio.
(Valencia2004)
a)MolesdeHCltotalesañadidos:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 423
25mLHCl0,18M0,18molHCl
103mLHCl0,18M=4,5·103molHCl
MolesdeHClenexceso(reaccionanconNaOH):
7,3mLNaOH0,10M0,10molNaOH
103mLNaOH0,10M1molHCl1molNaOH
=7,3·104molHCl
MolesdeHClquereaccionanconCO :
4,5·103 7,3·104 molHCl=3,8·103molHCl
Portanto,losmolesdecarbonatoenlamuestrason:
3,8·103molHCl1molCO2molHCl
=1,9·10 3mol
b)RelacionandolapastillaantiácidoylosmolesdeCO :
1,4576gpastilla1,9·103molCO0,3515gpastilla
=7,9·103mol
c) Llamando x e y, respectivamente, a los gramos de CaCO yMgCO contenidos en lapastillaantiácido,losmolesdecarbonatocorrespondientesson:
xgCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCO1molCaCO
=x100
molCO
ygMgCO1molMgCO84,3gMgCO
1molCO1molMgCO
=y
84,3molCO
x100
+y
84,3=7,9·103molCO
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
x100
+y
84,3=7,9·103molCO
xgCaCOygMgCO
=89,47gCaCO10,53gMgCO
x=0,686g
y=0,081g
8.37.Duranteunprocesoindustrialdeproduccióndeácidosulfúrico12Msehacometidounerrorquedacomoresultadolaobtencióndeunácido10,937M.a)Calculeelvolumendeácidosulfúrico,de90%deriquezaenpesoydensidad1,8g/mL,quehay que añadir a 1000 litros de aquella disolución para que resulte exactamente 12M.Supongaquelosvolúmenessonaditivos.b)Esteácidoseutilizapara lafabricacióndesulfatocálcico.Laempresanecesitaproducir7800 kg de este compuesto. Para ello dispone de suficiente cantidad de las dosmateriasprimasnecesarias:carbonatodecalcioyácidosulfúrico.Elprimeroseencuentraenestadopuro y el segundo es12M. Si se sabeque el rendimientode la reacción esdel84% ¿quévolumendedisolucióndeácidosulfúricodebeemplearse?
(Murcia2005)
a)ElnúmerodemolesdeH SO enladisoluciónpreparadaes:
1000LH SO 10,397M10,937molH SO1LH SO 10,397M
10937molH SO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 424
ElnúmerodemolesdeH SO contenidosenxmLdeunadisolucióndeH SO del90%deriquezaenpesoydensidad1,8g/mLes:
xmLH SO 90%1,8gH SO 90%1mLH SO 90%
90gH SO
100gH SO 90%1molH SO98gH SO
=1,65·102xmolH SO
La disolución resultante de la mezcla de ambas disoluciones deberá tener unaconcentración12M:
10,937+1,65·102x molH SO
1000+x·103 Ldisolucion=12Mx=2,35·105L %
b)Sielrendimientodelprocesoesdel84%lacantidadteóricadeCaSO aproducires:
xkgCaSO (teo)84kgCaSO (real)100kgCaSO (teo)
=7800kgCaSO (real)x=9286kgCaSO (teo)
LaecuaciónquímicacorrespondientealaobtencióndeCaSO es:
CaCO (s)+H SO (g)CaSO (s)+CO (g)+H O(l)
RelacionandoCaSO conladisolucióndeH SO 12M:
9286·103gCaSO1molCaSO132gCaSO
1molH SO1molCaSO
1LH SO 12M12molH SO
=5690L 12M
8.38.Antelaposiblefaltadereservasdepetróleosehanensayadoenalgunosvehículosotrostiposdecombustibles,entreellosunamezcladebutanoyetanol.a)Escribelasreaccionesdecombustióndecadasustancia.b) Determina cuál de ellos contribuyemás al efecto invernadero (emisión de ) si sequeman100gdecadauno.
(Canarias2005)
a)Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelbutanoes:
(g)+132
(g)4 (g)+5 (l)
Laecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndeletanoles:
(g)+3 (g)2 (g)+3 (l)
b)LamasadeCO producidaenlacombustiónde100gdebutanoes:
100gC H1molC H58gC H
4molCO1molC H
44gCO1molCO
=303g
LamasadeCO producidaenlacombustiónde100gdeetanoles:
100gC H O1molC H O46gC H O
2molCO1molC H O
44gCO1molCO
=191g
Alavistadelosresultadosobtenidos,seconcluyequeelbutanocontribuyemásqueeletanolalefectoinvernadero.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 425
8.39.Elmetanoesunode losgasesquecontribuyenalefecto invernaderoyseproduceencantidadesimportantescomoconsecuenciade losresiduosde lasgranjasdeanimalesparalaalimentación.Lareaccióndelmetanoconaguaesunaformadeprepararhidrógenoquepuedeemplearsecomofuentedeenergíanetaenlaspilasdecombustible.
(g)+ (g)CO(g)+3 (g)Secombinan995gdemetanoy2510gdeagua:a)¿Quiéneselreactivolimitante?b)¿Cuáleslamasamáximadehidrógenoquesepuedepreparar?c)¿Quémasadereactivoenexcesoquedarácuandoacabelareacción?
(Baleares2005)
a)Relacionandoentresílosmolesdeambassustancias:
995gCH1molCH16gCH
=62,2molCH
2150gH O1molH O18gH O
=139,4molH O
62,2molCH139,4molH O
=0,45
Comolarelaciónmolares<1quieredecirquesobra ,porloqueelreactivolimitanteesCH .
b)LacantidaddeH formadodependedelacantidaddereactivolimitante:
62,2molCH3molH1molCH
2gH1molH
=373g
c) Los moles de H O consumidos en la reacción dependen de la cantidad de reactivolimitante:
62,2molCH1molH O1molCH
=62,2molH O
LosmolesdeH Oenexcesoson:
139,4molH O(inicial)62,2molH O(gastado)=77,2molH O(exceso)
LamasadeH Oenexcesoes
77,2molH O18gH O1molH O
=1390g
8.40. El cloro gaseoso ( ) puede obtenerse en el laboratorio, en pequeñas cantidadeshaciendoreaccionareldióxidodemanganesoconácidoclorhídricoconcentrado,según:
(s)+4HCl(aq) (aq)+ (g)+2 (l)Sehacen reaccionar100gde con0,8LdedisolucióndeHCldel35,2% enmasa ydensidad1,175g· Calcule:a)Lamolaridaddelácidoempleado.b)Elvolumendecloroproducidoencondicionesnormales.
(Cádiz2005)
a)Tomandocomobasedecálculo1LdedisolucióndeHCl:
10 mLHCl35,2%1LHCl35,2%
1,175gHCl35,2%1mLHCl35,2%
35,2gHCl
100gHCl35,2%1molHCl36,5gHCl
=11,3M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 426
b)ParacalcularlacantidaddeCl producidoesnecesariocalcularpreviamentecuáleselreactivolimitante:
100gMnO1molMnO86,9gMnO
=1,15molMnO
0,8LHCl11,3M11,3molHCl1LHCl11,3M
=9,07molHCl
9,07molHCl1,15molMnO
=7,9
Comolarelaciónmolaresmayorque4quieredecirquesobraHCl,porloqueMnO2eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCl formada:
1,15molMnO1,15molCl1molMnO
22,4LCl1molCl
=25,8L
8.41.Unamuestra de hulla contiene 1,6% en peso de azufre.Mediante la combustión, elazufreseoxidaadióxidodeazufregaseoso:
S(s)+ (g) (g)quecontaminalaatmósfera.Un tratamiento posterior del dióxido de azufre con cal viva (CaO) transforma el en
.Siunacentraltérmicaconsumediariamente6600tdehulla,calcule:a)Lamasa(enkg)de queseproduce.b)Elvolumen(en )de queseliberaaunatemperaturade20°Cy1atmdepresión.c)SielconsumodiariodeCaOesde150t¿sepuedeeliminartodoel producido?Encasocontrario,¿quécantidadde seliberaalaatmósfera?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Córdoba2005)
a)LacantidadSpresenteenlahullaes:
6600thulla106ghulla1thulla
1,6gS
100ghulla1molS32gS
=3,3·106molS
RelacionandoSySO liberadoenlacombustión:
3,3·106molS1molSO1molS
64gSO1molSO
1kgSO
103gSO=2,1·105kg
b)Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=3,3·106mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
1atm1m3
103L=7,9·104m3
c)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreSO yCaOes:
SO (g)+CaO(s)CaSO (s)
RelacionandoCaOySO seobtienelacantidaddeSO eliminado:
150·106gCaO1molCaO56gCaO
1molSO1molCaO
64gSO21molSO
1kgSO
103gSO=1,7·105kg
Estacantidadesmenorquelaobtenidaenelapartadoa),luegoNOseeliminatodoelSO producido.
2,1·105kgSO (producido)1,7·105kgSO (eliminado)=4,0·104kg (liberado)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 427
8.42.Unaindustriaquímicaobtieneácidosulfúricoycincapartirdeblenda(ZnS).Lafábricatratadiariamente100toneladasdemineralqueposeeunariquezadel60%.a) Si el 1% del azufre se pierde como dióxido de azufre, calcule el volumen de este gasexpulsadodiariamentealexterior,suponiendoquesalea27°Cy1atm.b)Siel0,1%deldióxidodeazufresetransformaenlaatmósferaenácidosulfúricoycaeaunestanque que contiene 1000 de agua, calcule la molaridad de la disolución ácidaformada.(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(Cádiz2005)
a)Laecuaciónquímicacorrespondientealprocesodetransformacióndeblendaenácidosulfúricoes:
ZnS(s)SO (g)H SO (aq)
RelacionandolacantidaddeblendaconladeSO :
100tblenda106gblenda1tblenda
60gZnS100gblenda
1molZnS97,4gZnS
1molSO1molZnS
=6,16·105molSO
Siel1%delSO producidoseexpulsaalexterior:
6,16·105molSO (producido)1molSO (expulsado)100molSO (producido)
=6,16·103molSO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=6,16·103mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1atm=1,52·105L
b)LacantidaddeH SO formadoapartirdelSO expulsadoes:
6,16·104molSO (expulsado)0,1molSO (transformado)100molSO (expulsado)
1molH SO100molSO
=6,16molH SO
Suponiendoquenoexistevariacióndevolumen, laconcentraciónmolarde ladisoluciónobtenidaes:
6,16molH SO1000m3agua
1m3agua1000Lagua
=6,16·10 6M
8.43.Elnitritodesodiosepuedeobtenerhaciendopasarunamezclagaseosademonóxidodenitrógenoyoxígenoatravésdeunadisoluciónacuosadecarbonatosódico.Lareacciónsinajustareslasiguiente:
(aq)+NO(g)+ (g) (aq)+ (g)A través de 250mL de (aq) 2molar, se hace pasar 45 g deNO (g) y (g) enconsiderableexceso,obteniéndose62,1gdenitritodesodio.a)Determinarcuáleselreactivolimitante.b)Calcularelrendimientoenlaobtencióndelnitritodesodio.
(Almería2005)
a)Laecuaciónquímicaajustadaes:
2Na CO (aq)+4NO(g)+O (g)4NaNO (aq)+2CO (g)
Para determinar el reactivo limitante se calculan losmoles iniciales de cada una de lassustanciasreaccionantes.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 428
45gNO1molNO30gNO
=1,5molNO
0,25LNa CO 2M2molNa CO1LNa CO 2M
=0,5molNa CO
1,5molNO
0,5molNa CO=3
Comolarelaciónmolaresmayorque2quieredecirquesobraNO,porloque eselreactivolimitante.
b)ParacalcularelrendimientodelareacciónesprecisocalcularlacantidaddeNaNO2quesedeberíahaberobtenidoapartirdelreactivolimitanteyrelacionarlaconlacantidaddesustanciaobtenida:
0,5molNa CO4molNaNO2molNa CO
69gNaNO1molNaNO
=69gNaNO
η 62,1gNaNO (experimental
69gNaNO (teórico100=90%
8.44.Losnutrientesdelasplantascontenidosenlosfertilizantessonelnitrógeno,elfósforoyelpotasio.Enlaetiquetadecualquierfertilizanteapareceelporcentajequecontienedecadauno de estos elementos expresado en forma de , y . Un fertilizante utilizadofrecuentementees“CompoFertilizanteUniversal7‐5‐6”,que indicaquecontieneun7%denitrógeno,5%de y6%de .Un método sencillo para analizar el fósforo contenido en un fertilizante consiste en laprecipitación y pesada en forma de ·6 (tetraoxofosfato (V) de amonio ymagnesio hexahidrato), lo que constituye un ejemplo típico de análisis gravimétrico ogravimetría.Laprecipitacióndeestasalseproducealadicionarcatión ycatión aunadisoluciónquecontengaelanión :
(aq)+ (aq)+ (aq)+ (aq)+5 (l) ·6 (s)Enunerlenmeyerde1Lse introducen20,47gde fertilizanteysedisuelvenen150mLdeaguadestilada.Seadicionan60mLdedisolución0,4Mdesulfatodemagnesio.Seañadenunasgotasdefenolftaleínayseguidamente,lentamenteyagitando,seadicionadisolución1M de amoníaco hasta que se forme un precipitado blanco y se produzca el viraje delindicador de incoloro a rojo. En esta operación se consumen 30 mL de disolución deamoníaco.Despuésdeesperar15minutosparaquesedimenteelprecipitado,sefiltrasobrepapeldefiltro,previamentepesado,enunembudoBuchner,utilizandotrompadeaguaparavacío. Después de calentar en la estufa a 40°C, hasta un peso constante, se obtuvo unprecipitadoquepesó3,64g.a)Teóricamenteelfertilizantees7‐5‐6,esdecir,7%denitrógeno,5%de y6%de .Calculaconestosdatosteóricoselporcentajedenitrógeno,fósforoypotasio.b)Conlosdatosdelproblema,calculaelporcentajerealde ydeP.c)Calculalosmolesdecatión utilizadosenexceso.d)Calculalosmolesde utilizadosenexceso.e)Sielprecipitado recogido fuera ·6 (s)en lugarde ·6 (s),¿cuálhabríasidoelresultadodelporcentajedePcontenidoenelfertilizante?f) El fósforo contenido en el fertilizante suele encontrarse en forma de y ,porqueloshidrógenofosfatosylosdihidrógenofosfatossonsolublesenagua,mientrasquelosfosfatossoninsolubles.Justifica lasrazonespor lascuales laprecipitaciónde ·6
se ha de realizar enmedio básico, razón por la cual se utiliza fenolftaleína comoindicadoryseadicionaamoníacohastaelvirajedelindicador.
(Valencia2005)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 429
a)Tomandocomobasedecálculo100gdefertilizantequesegúnsuetiquetacontiene7%denitrógeno,5%deP O y6%deK O,losporcentajesteóricosdeP,KyNson:
5gP O1molP O142gP O
2molP
1molP O31gP1molP
=2,2%P
6gK O1molK O94,2gK O
2molK1molK O
39,1gK1molK
=5,0%K
ysegúndiceelenunciado,7,0%N.
b)ElporcentajedePenel“compo”es:
3,64gNH MgPO ·6H O1molNH MgPO ·6H O245,3gNH MgPO ·6H O
=0,0148molNH MgPO ·6H O
0,0148molNH MgPO ·6H O1molP
1molNH MgPO ·6H O=0,0148molP
0,0148molP20,47gcompo
31gP1molP
100=2,2%P
Sabiendoqueel“compo”contiene2,2%deP,lacantidadcorrespondientedeP O es:
2,2gP1molP31gP
1molP O2molP
142gP O1molP O
100=5,0%
c)MmolesMg utilizados:
60mLMgSO40,4M0,4mmolMgSO41mLMgSO40,4M
1mmolMg1mmolMgSO4
=24,0mmolMg
▪MmolesMg gastados:
0,0148molNH MgPO ·6H O1molMg
1molNH MgPO ·6H O=0,0148molMg
0,0148molMg10 mmolMg1molMg
=14,8mmolMg
▪MmolesMg enexceso:
24,0mmolMg (utilizado)–14,8mmolMg (gastado)=9,2mmol (exceso)
d)MmolesNH utilizados:
30mLNH 1M1mmolNH1mLNH 1M
=30,0mmolNH
▪MmolesNH gastados:
0,0148molNH MgPO ·6H O1molNH
1molNH MgPO ·6H O=0,0148molNH
0,0148molNH10 mmolNH1molNH
1mmolNH1mmolNH
=14,8mmolNH
▪MmolesNH3enexceso:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 430
30,0mmolNH3(utilizado)–14,8mmolNH3(gastado)=15,2mmolNH3(exceso)
e)ElporcentajedePenel“compo”considerandoprecipitadodeKMgPO4 6H2Oes:
3,64gKMgPO ·6H O1molKMgPO ·6H O266,3gKMgPO ·6H O
1molP
1molKMgPO ·6H O=0,0137molP
0,0137molP20,47gcompo
31gP1molP
100=2,1%P
f)Enmedioácidoseencuentranpresenteslasespecies:HPO ,H PO yH PO ;mientrasqueenmediobásico,sóloseencuentrapresenteelion queeselquedebeexistirendisoluciónparaqueprecipiteelNH MgPO ·6H O.
8.45.Unamuestrade1800gdepiedracaliza( )sesometeacalentamientodemodoqueparcialmentesetransformaenóxidocálcico(CaO),segúnlareacción:
(s)CaO(s)+ (g)Se obtiene así un residuo de 1000 g compuesto por y CaO, que tratado con unadisolución12MdeHClconsume2,5Lsegúnlasreacciones:
(s)+2 (aq) (aq)+ (g)+ (l)
CaO(s)+2 (aq) (aq)+H2O(l)Calcule:a)Elporcentajede enlapiedracaliza.b)Elvolumende queseproduceenelprocesomedidoa80°Cy1,5atm.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2006)
a)ElnúmerodemolesdeHClconsumidoenlasreaccioneses:
2,5LHCl12M12molHCl1LHCl12M
=30molHCl
LlamandoxeyalasmasasdeCaCO yCaOcontenidasenlamezclayrelacionandoestascantidadesconelHClconsumido:
xgCaCO1molCaCO100gCaCO
2molHCl1molCaCO
=x50
molHCl
ygCaO1molCaO56gCaO
2molHCl1molCaO
=y28
molHCl
x50
+y28
=30
RelacionandolasmasasdeCaCO yCaOconlamezcla:
xgCaCO +ygCaO=1000gmezcla
Resolviendoelsistemadeecuacionesseobtiene:
x=364gCaCO y=636gCaO
ElporcentajedeCaCO respectodelamuestrainicialdecalizaes:
364gCaCO1800gcaliza
100=20,2%
b)ElCO seproducesóloapartirdelCaCO contenidoenlacaliza:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 431
364gCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCO1molCaCO
=3,64molCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=3,64mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 80+273 K
1,5atm=70,2L
8.46.Lacerusita,unmineralquecontieneplomo,escarbonatodeplomo(II) impuro.Paraanalizarunamuestradelmineralydeterminarsucontenidoen setrata lamuestraprimeroconácidonítricoconelfindedisolverelcarbonatodeplomo(II):
(s)+ (aq) (aq)+ (g)+ (l)Alañadirácidosulfúricoprecipitasulfatodeplomo(II):
(aq)+ (aq) (s)+ (aq)Elsulfatodeplomo(II)puroseseparaysepesa.Suponiendoqueunamuestrade0,583gdemineralproduce0,628gde .Ajustalaestequiometríadelasdosreaccionesycalculaelporcentajeenmasade enlamuestrademineral.
(Baleares2006)
Lasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalasreaccionesdadasson:
(s)+2 (aq) (aq)+ (g)+ (l)
(aq)+H2SO4(aq) (s)+2 (aq)
RelacionandoPbSO ymineral:
0,628gPbSO0,583gmineral
1molPbSO303,2gPbSO
1molPbCO1molPbSO
267,2gPbCO1molPbCO
100= , %
8.47.Hallarlapurezadeunamuestradesulfatodeamoniosabiendoquealtratar1,316kgdesulfatodeamoniosólidoimpurocondisolucióndehidróxidodesodioserecogen377Ldeamoníaco(quecorrespondenal90%delvolumentotaldeamoníacodesprendido),medidosalatemperaturade18°Cylapresióndemercuriode742mmHg.(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(Cádiz2006)(Asturias2006)
Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentre NH SO yNaOHes:
NH SO (s)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2NH (g)+2H O(l)
ElvolumendeNH desprendidoes:
377LNH (recogido)100LNH (desprendido)90LNH (recogido)
=418,8LNH (desprendido)
Suponiendocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegases:
n=742mmHg·418,8L
0,082atm·L·mol 1·K 1 18+273 K
1atm760mmHg
=17,1mol
RelacionandoNH con NH SO :
17,1molNH1mol NH SO
2molNH132g NH SO1mol NH SO
=1129g NH SO
Lariquezadelamuestraes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 432
1129g NH SO1,316kgmuestra
1kgmuestra
103gmuestra100=85,8%
8.48.Calculalacantidaddehidróxidodesodioquehayenunadisolución,sabiendoque100mLdelamismanecesitan,paraserneutralizados,76mLdeácidosulfúrico1,0M.
(Canarias2006)
Laecuaciónquímicaajustadaes:
H SO (aq)+2NaOH(aq)Na SO (aq)+2H O(l)
RelacionandoH SO conladisolucióndeNaOH:
76mLH2SO41,0M1,0molH2SO4
103mLH2SO41,0M2molNaOH1molH2SO4
40gNaOH1molNaOH
=6,1gNaOH
8.49.Enunhospitalde2000camassegeneran2,4kgderesiduosporcamaydíaquesontratadosmedianteincineracióna1200°C.a)Sabiendoqueporcadakgderesiduosincineradosseproducen3,1 deemisióngaseosa,conunaconcentraciónenpartículasde12g/ ,calcule lacantidad,expresadaenkg/día,departículasemitidasalaatmósfera.b)Lascenizasretiradasdelhornoincinerador,quesuponenel30%delamasainicialdelosresiduos,setratanconunreactivoinertizadorenproporciónde1kgdereactivoporcada3kg de cenizas, generándose unos bloques de densidad 1,6 g/ . ¿Qué volumen de estosbloques,expresadoen ,seproducirácadaañoenelhospital?c) En la sección de radioterapia del hospital se produce un vertido de 600 L diarios,contaminado por en concentraciones de 800 mg/L. Calcula la cantidadestequiométricade sulfatode sodio,expresadaeng/día,necesariaparaprecipitar todoelradiocomo segúnlareacción:
+ +2 (CastillayLeón2006)
a)Lacantidaddiariaderesiduoes:
2000camas2,4kgresiduocama·dıa
=4800kgresiduo
dıa
Lamasadepartículasemitidasalaatmósferaes:
4800kgresiduo
dıa3,1m gaskgresiduo
12gpartıculas
m gas1kgpartıculas10 gpartıculas
=187,6kgpartículas
día
b)Lacantidadanualdereactivoinertizadores:
4800kgresiduo
dıa30kgceniza100kgresiduo
1kgreactivo3kgceniza
365dıa1año
=1,75·10kgreactivo
ano
Elvolumendereactivoinertizadores:
1,75·10kgreactivo
ano1cm reactivo1,6greactivo
10 greactivo1kgreactivo
1m reactivo
10 cm reactivo=109,5
reactivoaño
c)LacantidaddiariadeRa vertidoes:
600Lvertido
dıa800mgRaLvertido
1gRa
10 mgRa1molRa226gRa
=2,12molRa
dıa
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 433
RelacionandoRa conNa SO :
2,12molRa
dıa1molNa SO1molRa
142gNa SO1molNa SO
=301día
8.50.Elácidosulfúricoconcentradoreaccionaconelbromurodepotasiosegúnlareacción:
+KBr + + + Calcule:a)Enelsupuestodequeseobtengan25Lde ,medidosa27°Cy1,7atm,¿quévolumendebromolíquidodedensidad3,12g/mLsehabrángenerado?b)IndiquecuálseríalacantidadmínimadepartidadelreactivoKBrparaelcitadoproceso,enelcasodequelariquezadelproductofuesedel92%,suponiendoqueelrendimientodelareacciónllegaal95%.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2006)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yKBres:
2H SO +2KBrK SO +SO +Br +2H O
a)Suponiendocomportamientoideal,elnúmerodemolesdeSO es:
n=1,72atm·25L
0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K=1,75molSO
RelacionandoSO conBr :
1,75molSO1molBr1molSO
159,8gBr1molBr
1mLBr3,12gBr
=89,5mL
b)RelacionandoSO conBr suponiendoriqueza92%yrendimiento95%:
xgKBr92%92gKBr
100gKBr92%95gKBr exp100gKBr teo
1molKBr119gKBr
1molSO2molKBr
=1,75molSO
Seobtiene,x=476,5gKBr92%.
8.51. Las plantas utilizany para formar azúcares mediante en el proceso de
fotosíntesis,deacuerdoalareaccióngeneral:
11 +12 +12 a)¿Quévolumende a30°Cy730mmHgutilizaunaplantaparasintetizarun500gdesacarosa( )?b) Sabiendo que el contenido enunamuestrade aire contiene0,035% v/vde , ¿quévolumendeaire,en lascondicionesnormalesdepresióny temperatura,purifica laplantaporcada100gdeazúcaressintetizados?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Córdoba2006)
a)RelacionandoC H O conCO :
500gC H O1molC H O342gC H O
12molCO
1molC H O=17,5molCO
Suponiendocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 434
V=17,5mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 30+273 K
730mmHg760mmHg
1atm=453L
b)RelacionandoC H O conCO y teniendo en cuentaquede acuerdo con la leydeAvogadro,enunamezclagaseosa,lacomposiciónvolumétricacoincideconlacomposiciónmolar:
100gC H O1molC H O342gC H O
12molCO
1molC H O100molaire0,035molCO
=1·104molaire
Suponiendocomportamientoideal,elvolumendeairepurificadoes:
1·104molaire22,4Laire1molaire
=2,2·105Laire
8.52.Elácidofosfórico,tambiénllamadoortofosfórico,sepuedeobtenertratandoelmineralfosforita (fosfato de calcio impuro) con ácido sulfúrico concentrado, según la siguienteecuaciónquímica:
(s)+3 (aq)2 (aq)+3 (s)Sehacen reaccionar2 kgde fosforita (70% enpesode fosfatode calcio) con la cantidadadecuada de ácido sulfúrico concentrado, obteniéndose una disolución acuosa de ácidofosfóricodedensidad1,34g· yriqueza50%enpeso.Calculaelvolumenobtenido,enlitros,delácidofosfóricodelariquezaydensidadcitado.
(PreselecciónValencia2006)
LacantidaddeCa PO contenidoenlafosforitaes:
2kgfosforita103gfosforita1kgfosforita
70gCa PO 100gfosforita
1molCa PO310gCa PO
=4,52molCa PO
RelacionandoCa PO yH PO :
4,52molCa PO2molH PO
1molCa PO 98gH PO1molH PO
=886gH PO
ComoelH PO esunadisoluciónderiqueza50%:
886gH PO100gH PO 50%
50gH PO1mLH PO 50%1,34gH PO 50%
=1322mL 50%
8.53.LasprimerascerillasnotóxicasfueronpatentadasenEstadosUnidospor laDiamondMatchCompanyen1910.Comomaterialinflamable,paralacabezadelacerilla,seutilizabatrisulfurodetetrafósforo.Estesulfurosepreparacalentandounamezcladeazufreyfósfororojoenproporciónestequiométrica:
4P(s)+3S(s) (s)Cuandoardelacerillasedesprendenhumosblancosde y según:
(s)+8 (g) (s)+3 (g)a)Calculalacantidaddefósfororojonecesariaparaobtener25tde sielrendimientodelprocesoesdel80%.b) Calcula el volumen enmL,medido a 200°C y 770mmHg, de desprendido en lacombustióncompletade0,25gde .
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2006)
a)Sielrendimientodelprocesoesdel80%,lacantidaddeP S quehabríaquesintetizarparatenerrealmente25tes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 435
xtP S (teo)80tP S (real)100tP S (teo)
=25tP S (real)x=31,25tP S
RelacionandoP S yP:
31,25tP S10 gP S 1tP S
1molP S 220gP S
4molP1molP S
31gP1molP
1tP10 gP
=17,6tP
b)RelacionandoP4S3ySO :
0,25gP4S31molP4S3220gP4S3
3molSO1molP4S3
=3,4·10 3molSO
Considerandocomportamientoidealelvolumenocupadoporelgases:
V=3,4·10 3mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 200+273 K
770mmHg103mL1L
1atm
760mmHg=130mL
8.54. Unamuestra de 0,738 g del sulfato , al reaccionar con en exceso,produjo1,511gde .CalculalamasaatómicadeM.
(Valencia2006)
LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelsulfatometálicoyBaCl es:
M SO (s)+3BaCl (aq)2MCl (aq)+3BaSO (s)
RelacionandoBaSO conM SO seobtienelamasadelmetalM:
1,511gBaSO1molBaSO
233,33gBaSO1molM SO3molBaSO
2x+288 gM SO1molM SO
=0,738gM SO
Seobtiene,x=26,94g· .
La masa molar obtenida corresponde al elemento aluminio (Al) cuyo número deoxidaciónes+3.
8.55.Elantimoniotieneunacrecienteimportanciaenlaindustriadesemiconductores,enlaproduccióndediodosydedetectoresde infrarrojos.Compuestosdeantimonioen formadeóxidos, sulfuros, antimoniatos y halogenuros se emplean en la fabricación dematerialesresistentesal fuego, esmaltes, vidrios,pinturas y cerámicas.El trióxidodeantimonio es elmásimportanteyseusaprincipalmentecomoretardantedellama.Estasaplicacionescomoretardantes de llama comprenden distintosmercados como ropa, juguetes o cubiertas deasientos.ElmetalantimoniosepuedeobtenerapartirdeSb4O6porreacciónconcarbono,según:
(s)+6C(grafito)4Sb(s)+6CO(g)a)Siseutilizan125gdeCy300gde ,¿quécantidaddeSbmetálicoseobtiene,sielrendimientodelareacciónesdel80%?b) ¿Qué cantidad de mineral de antimonio del 75% de riqueza en es necesarioconsumirparaquesedesprendan28LdeCO(g)medidosa740mmHgy40°C?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2007)
a)Alexistircantidadesinicialesdeambosreactivossedebedeterminarpreviamentecuáldeelloseselreactivolimitante:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 436
125gC1molC12gC
=10,4molC
300gSb O1molSb O583,2gSb O
=0,5molSb O
10,4molC
0,5molSb O=21
Comolarelaciónmolaresmayorque6quieredecirquesobraC,porloque eselreactivolimitante.
RelacionandoSb O conSb:
300gSb O1molSb O583,2gSb O
4molSb
1molSb O121,8gSb1molSb
=250,6gSb
Teniendoencuentaqueelrendimientodelprocesoesdel80%:
250,6gSb80gSb(experimental)100gSb(teorico)
=200,5gSb
b)Suponiendocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegases:
n=740mmHg·28L
0,082atm·L·mol 1·K 1 40+273 K
1atm760mmHg
=1,06molCO
RelacionandoCOconmineral:
1,06molCO1molSb O6molCO
583,2gSb O1molSb O
100gmineral75gSb O
=137,6gmineral
8.56. La ComunidadAutónoma deGalicia acoge en su territorio algunas de las centralestérmicasen lasqueseproduceenergíaeléctricaapartirde lacombustióndecombustiblesfósiles.Elcontenidoenazufredeestoscombustibleses lacausadequeen lacombustiónseproduzcadióxidodeazufre,queesunode losgasescontaminantesde laatmósfera.En laatmósferaeldióxidodeazufrepuedecombinarseconeloxígenoparaformareltrióxidodeazufre. Por otra parte el trióxido de azufre se combina con agua para dar lugar a laformacióndeácidosulfúrico.a) Escriba y ajuste las reacciones de formación de dióxido de azufre a partir de azufreelemental,deltrióxidodeazufreapartirdeldióxidoydelácidosulfúricoapartirdeltrióxidodeazufre.b)Sien lacentraltérmicasequemauncombustibleconuncontenidodel1,25%deazufre,determine lamasa de ácido sulfúrico que se produce por cada tonelada de combustiblequemado,teniendoencuentaqueelrendimientodelareaccióndeformacióndeldióxidodeazufreesdel90%yeldelaformacióndeltrióxidodeazufreesdel30%.
(Galicia2007)
a)Lasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelprocesoson:
FormacióndelSO apartirdelazufre
S(s)+ (g) (g)
FormacióndelSO apartirdelSO
2 (g)+ (g)2 (g)
FormacióndelH SO apartirdelSO
(g)+ (l) (aq)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 437
b)Sabiendoquelamuestracontieneun1,25%deS,sepuedeconocerlacantidaddeSquehayen1tdecombustible(1toneladason10 kg):
1000kgcombustible10 gcombustible1kgcombustible
1,25gS
100gcombustible1molS32gS
=390,6molS
RelacionandoSySO yteniendoencuentaelrendimientodeesareacción:
390,6molS1molSO1molS
90molSO (experimental)100molSO (teorico)
=351,6molSO
RelacionandoSO ySO yteniendoencuentaelrendimientodeesareacción:
351,6molSO21molSO1molSO2
30molSO (experimental)100molSO (teorico)
=105,5molSO
SitodoelSO setransformaenH2SO4:
105,5molSO1molH SO1molSO
98gH SO1molH SO
1kgH SO10 gH SO
=10,3kg
8.57.Enun experimentopara estudiar el efectodealgunos factores sobre la velocidaddereacción,unestudiantepesódosmuestrasdiferentesdecarbonatocálcicode2gcadauna.Cadamuestrafuecolocadaenunmatrazsobreelplatodeunabalanzaelectrónicacomoseapreciaen lafigura.Lamuestra1constadegrandespartículasde ,mientrasque lamuestra2estáformadaporpartículasmuchomáspequeñas.Elestudianteañadió100mLdeHCl0,5Malamuestra1ysiguiólaevolucióndelamasaa18°Ccomosemuestraenlafiguraadjunta.Lareacciónquetienelugares:
(s)+2HCl(aq) (aq)+ (l)+ (g)
Paralamuestra1ysuponiendolareaccióncompletadelcarbonatocálcico:a)Calcula,enlitros,elvolumende producidoa18°Cy1atmdepresión.b)Calculalavariacióntotaldemasa.c)CalculalaconcentracióndeHClquepermaneceenelmatraz.Conlamuestra2serealizaunexperimentosimilar.d)Dibujaunesquemadelagráficadevariacióndemasaconeltiempocomparándolaconlaqueseobtuvoparalamuestra1.Razonaelmotivodeestecomportamiento.e)Sielmatrazesde1litroysetapatraslaadicióndeHCl,calculalapresiónenelinteriordelmatraz tras la desaparición del carbonato de calcio. Suponer que la temperatura semantieneconstante.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2007)
a)ElnúmerodemolesdeCO queseobtienees:
2gCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCO1molCaCO
=0,02molCO
Suponiendocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 438
V=0,02mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 18+273 K
1atm=0,48L
b)Lapérdidademasaqueseregistraenel sistemasecorrespondecon lamasadeCO desprendido:
0,02molCO44gCO1molCO
=0,88g
c)ElnúmerodemolesdeHClqueseintroducenenelmatrazes:
100mLHCl0,5M0,5molHCl
103mLHCl0,5M=0,05molHCl
Relacionando CaCO y HCl se obtiene el número de moles de esta sustancia que seconsumenenlareacciónes:
0,02molCaCO2molHCl1molCaCO
=0,04molHCl
LacantidaddeHClquequedasinreaccionaralfinaldelprocesoes:
0,05molHCl(inicial)–0,04molHCl(gastado)=0,01molHCl(exceso)
Considerandoquenoexistevariacióndevolumenen la reacción, la concentraciónde ladisolucióndeHClsobrantees:
0,01molHCl100mLdisolucionHCl
103mLdisolucionHCl1LdisolucionHCl
=0,1M
d) La muestra 2 se encuentra másfinamente pulverizada (mayor superficieespecífica),porloquelareacciónconHClserámás rápida. La curva que se obtienees:
e) Suponiendo comportamiento ideal y despreciando el volumen ocupado por ladisoluciónresultante,lapresiónenelinteriordelmatrazsedebealCO generado:
p=0,02mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 18+273 K
1L=0,48atm
8.58.Elóxidodecobre(II)yóxidodehierro(III)puedenreducirseconhidrógenogaseosoyformarmetalyagua.a)Formulayajustacadaunadelasreaccionesdereducción.b)Sehacenreaccionarconhidrógenogaseoso27,1gdeunamezcladelosóxidoscúpricoyférricoyseobtienen7,7gdeagua.¿Cuáleslacomposicióncentesimaldelamezcla?
(Baleares2007)
a)Lasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalasreaccionesdadasson:
0 2 4 6
Masa/g
tiempo/s
mvs.t
Muestra2
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 439
CuO(s)+ (g)Cu(s)+ (g)
(s)+3 (g)2Fe(s)+3 (g)
b)ElnúmerodemolesdeH Oqueseobtieneenambasreaccioneses:
7,7gH O1molH O18gH O
0,43molH O
LlamandoxeyalasmasasdeFe O yCuOcontenidasenlamezclayrelacionandoestascantidadesconelH Oproducida:
xgFe O1molFe O159,8gFe O
3molH O1molFe O
=3x
159,8molH O
ygCuO1molCuO79,5gCuO
1molH2O1molCuO
=y
79,5molH O
3x
159,8+
y79,5
=0,43
RelacionandolasmasasdeFe O yCuOconlamezcla:
xgFe O +ygCuO=27,1gmezcla
Resolviendoelsistemadeecuacionesseobtiene:
x=14,4gFe O y=7,3gCuO
Expresandoelresultandoenformadeporcentajeenmasa:
14,4gFe O21,7gmezcla
100=66,4%
7,3gCuO
21,7gmezcla100=33,6%CuO
8.59.Elbromosepuedeobtenerenellaboratorioporreacciónentreelbromurodepotasio,elácidosulfúricoyelóxidodemanganeso(IV),deacuerdoconlaecuación:
2KBr+ +3 2 + + +2 Calcule:a) La cantidad (en gramos) de
del 60% de riqueza en peso que se necesita para
obtener60,0gde .b)Sisehacenreaccionar6,372gdeKBrcon11,42gde del60%deriquezaenpeso,enpresenciade excesodedióxidodemanganeso,demuestre cuálde los compuestos es elreactivolimitante.
(Cádiz2007)
a)RelacionandoBr conH SO :
60,0gBr1molBr159,8gBr
3molH SO1molBr
98gH SO1molH SO
=110,4gH SO
ComosedisponedeH SO deriqueza60%:
110,4gH SO100gH SO 60%
60gH SO=184g 60%
b)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 440
6,372gKBr1molKBr119gKBr
=0,054molKBr
11,42gH SO 60%60gH SO
100gH SO 60%1molH SO98gH SO
=0,070molH SO
Larelaciónmolarentreamboses:
0,070molH SO0,054molKBr
=1,3
Comolarelaciónmolaresmenorque1,5quieredecirquesobraKBr,porloque eselreactivolimitante.
8.60.La tostación (calentamientoenatmósferadeaire (con )de sulfuroses laprimeraetapa para la obtención de algunos elementos químicos metálicos y de ácido sulfúrico.Cuando se utiliza comomateria prima la pirita de hierro, , la reacción química detostaciónconducea la formaciónde y principalmente.Contestea lassiguientescuestionesponiendoentodasellaslasreaccionesajustadasdelosprocesosqueintervienen.a)Determinelacantidaddehierroquesepuedeobtenercuandosereducenconcarbón,enlas condiciones adecuadas, los 25 g de trióxido de dihierro obtenido en el proceso detostación,sielrendimientodeesteprocesodereducciónesdel80%.Cuando el dióxido de azufre se utiliza para la preparación de ácido sulfúrico, hay queoxidarlo con el oxígeno ( ) del aire, en presencia de catalizadores y a temperatura de450°C,paraobtenertrióxidodeazufre,quedespuésserecogesobreaguaobteniéndoseunadisolucióndeácidosulfúrico.b)Hallelaconcentraciónmolardeladisoluciónde obtenidasienlavaloraciónde25
detaldisoluciónsegastaron40 dehidróxidodesodio0,1M.c)Calculeelrendimientodelprocesodetostaciónsilacantidaddepiritautilizadafuede100g.Suponiendoqueelrendimientodelprocesodetostacióneselmismorespectoalaobtencióndedióxidodeazufre:d)Calculeelvolumendeaguasobreelqueserecogió(reaccionó)eltrióxidodeazufre,sielrendimientodelaoxidaciónconelaireesdel50%.
(CastillayLeón2007)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareduccióndeFe O conCes:
2 (s)+3C(s)2Fe(s)+3 (g)
RelacionandoFe O conFe:
25gFe O1molFe O159,6gFe O
2molFe
1molFe O55,8gFe1molFe
80gFe exp100gFe teo
=14,0gFe
b)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreH SO yNaOHes:
(aq)+2NaOH(aq) (s)+2 (l)
RelacionandoNaOHconH SO :
40cm NaOH0,1M25cm H SO
0,1mmolNaOH1cm NaOH0,1M
1mmolH SO2mmolNaOH
=0,08M
c)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealatostacióndelapiritaes:
4 (s)+11 (g)2 (s)+8 (l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 441
RelacionandopiritaconFe O :
100gFeS1molFeS119,8gFeS
2molFe O4molFeS
159,6gFe O1molFe O
=66,6gFe O
Elrendimientodelprocesodetostaciónes:
η=25gFe O exp66,6gFe O teo
100=37,5%
d)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaformacióndeH SO es:
(g)+½ (g)+ (l) (aq)
RelacionandoH OconFe O teniendoencuentaunrendimientodel50%paraelprocesodeoxidación:
xmolH O100molH O teo50molH O exp
1molSO1molH O
2molFe O8molSO
159,6gFe O1molFe O
=25gFe O
Seobtiene,x=0,313molH O.
SuponiendoparaelH Ounadensidadde1g/mL,elvolumenes:
0,313molH O18gH O1molH O
1mLH O1gH O
=5,6
8.61.Paraalimentar lascalderasdeuna industria, seutiliza carbónquecontiene80%decarbonoy3%deazufre.Sielconsumodecarbónesde4t/díaylosgasesemitidosson2.000
/h,calcule:a)Laconcentracióndepartículasenelgasdeemisión,expresadaenmg/ ,siun3%delcontenidoinicialencarbonodelcarbónseemiteenformadepartículasinquemadas.b)Elcontenidoen enlosgasesdeemisión,expresadoenmg/m3.c) ¿Qué rendimiento tendríaqueexigirseal sistemadedepuraciónde si lanormativamedioambientallimitaselasemisionesdelmismoaunmáximode500mg/ ?d)Siparadepurarlosgasesseoptaportratarlosconcalizaparatransformarlosensulfatodecalciosegúnlareacción:
+ +½ + ¿qué cantidad estequiométrica anual de caliza, expresada en toneladas, se necesita paraeliminarlasemisionesde ,sisedisponedeunacalizadel83%deriquezaencarbonatodecalcio?e)¿Quécantidaddesulfatodecalcio,expresadaen toneladas,seretiraráanualmentesielmismocontieneun30%enmasadehumedad?
(CastillayLeón2007)
a)LascantidadesdeCycontenidasenelcarbónson:
4tcarbondıa
106gcarbon1tcarbon
80gC
100gcarbon=3,20·106gC
dıa
4tcarbondıa
106gcarbon1tcarbon
3gS
100gcarbon=1,20·105gS
dıa
Elcaudaldiariodegasemitidoes:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 442
2000m gash
24h1dıa
=4,80·104m gas
dıa
LacantidaddeCemitidosinquemarpordíaes:
3,20·106gCdıa
3gC(sinquemar)100gC(total)
=9,60·104gC(sinquemar)
dıa
LaconcentracióndiariadepartículasdeCsinquemarenelgasdeemisiónes:
9,60·104gCdıa
103mgC1gC
4,80·104m gasdıa
=2000mgCm3gas
b)SuponiendoquetodoelSO procededelScontenidoenelcarbón:
1,20·105gSdıa
1molS32gS
1molSO1molS
64gSO1molSO
=2,40·105gSO
dıa
LaconcentracióndiariadeSO enelgasdeemisiónes:
2,40·105gSOdıa
103mgSO1gSO
4,80·104m gasdıa
=5000mgm3gas
c)LacantidaddeSO aeliminardelgasemitidoparacumplirlanormativaes:
5000mgSO (total)
m3gas 500
mgSO (normativa)m3gas
=4500mgSO (eliminado)
m3gas
ElrendimientodelprocesodeeliminacióndeSO es:
4500mgSO (eliminado)
m3gas
5000mgSO (total)
m3gas
100=90%
d)LacantidaddeSO aeliminardelgasemitidoenunañoes:
4500mgSO (total)
m3gas2000m gas
h24hdıa
365dıaano
1gSO
103mgSO=7,88·107gSO
año
RelacionandoSO conCaCO :
7,88·107gSOaño
1molSO64gSO
1molCaCO1molSO
100gCaCO1molCaCO
1tCaCO
106gCaCO=123,2tCaCO
año
RelacionandoCaCO concalizadel83%:
123,2tCaCOaño
100tcaliza83tCaCO
=148,4t
ñ
d)RelacionandoSO conCaSO :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 443
7,88·107gSOaño
1molSO64gSO
1molCaSO1molSO
136gCaSO1molCaSO
1tCaSO
106gCaSO=167,5tCaSO
año
Comolasustanciacontieneun30%dehumedad:
167,5tCaSO (seco)año
130tCaSO (humedo)100tCaSO (seco)
=217,8t (húmedo)
ñ
(ProblemasimilaralpropuestoenCastillayLeón2005).
8.62.Unpesticidacontieneentreotrassustancias,sulfatodetalio.Aldisolverunamuestrade10,20gdelpesticidaenaguayañadiryodurodesodioseobtieneunprecipitadode0,1964gdeyodurodetalio.Lareacciónqueseproducees:
(aq)+2NaI(aq)2TlI(s)+ (aq).a)¿Cuáleselporcentajeenmasade enlamuestraoriginal?b)MolesdedisolucióndeNaInecesarios.c) ¿Cuántos litrosdeunadisolución conteniendo20mg/Lde taliopuedenprepararse con250gdelpesticida?
(Córdoba2007)
a)LacantidaddeTlIqueprecipitaproporcionaladeTl SO contenidaenelpesticida:
0,1964gTlI10,20gpesticida
1molTlI331,3gTlI
1molTl SO2molTlI
504,8gTl SO1molTl SO
100=1,47%
b)LacantidaddeTlIqueprecipitaproporcionalaNaInecesariaparalaprecipitación:
0,1964gTlI1molTlI331,3gTlI
2molNaI2molTlI
=5,9·10 4molNaI
c)LacantidaddeTlquecontieneelpesticidaes:
250gpesticida1,47gTl SO100gpesticida
1molTl SO504,8gTl SO
2molTl
1molTl SO204,4gTl1molTl
=2,976gTl
RelacionandolacantidaddeTlquecontieneelpesticidaconladisoluciónapreparar:
2,976gTl10 mgTl1gTl
1Ldisolucion20mgTl
=148,8Ldisolución
8.63.Losminerosdelsiglopasadoiluminabanlasgaleríasquemandoacetileno(etino).Estasustancia se obtenía in situpor reaccióndel carburode calcio ( ) conagua según lasiguientereacción:
(s)+2 (l) (g)+ (aq)Calculalapurezadeunamuestrade sabiendoquealtratar2,056gdeCaC2conagua,seobtienen656 deacetileno,medido sobreaguaa22°Cy748mmHg.Lapresióndevapordelaguaa22°Ces19,8mmHg.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2007)
Considerandocomportamientoidealelnúmerodemolesdegassecoes:
n=748 19,8 mmHg
1atm760mmHg ·656cm
1L10 cm
0,082atm·L·mol 1·K 1 22+273 K=2,6·10 2molC H
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 444
RelacionandoelC H producidoconelCaC empleado:
2,6·10 2molC H2,056gmuestra
1molCaC1molC H
64gCaC1molCaC
100=80,9%
8.64. Cierta empresa compra 5000 kg de cinc con el fin de usarlo para galvanizar unapartida de hierro con objeto de evitar su corrosión. Para determinar la riqueza del cincadquiridosetomaron50,00gdelmismoysetrataronconácidoclorhídricoderiqueza37%enpesoydensidad1,110g· ,consumiéndose126 dedichoácido.Calcula:a)LamolaridaddeladisolucióndeHClutilizada.b)Elporcentajedecincenlamuestra.c)Elvolumendehidrógenoobtenidoenelensayoanalítico,medidoa25°Cy740mmHg.Nota.Laecuacióncorrespondientealareacciónentreácidoclorhídricoycinces:
Zn(s)+2HCl(aq) (aq)+ (g)(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(PreselecciónValencia2007)
a)Tomandocomobasedecálculo100gdedisolucióndeHCl,lamolaridaddelamismaes:
37gHCl100gHCl37%
1molHCl36,5gHCl
1,11gHCl37%1cm HCl37%
10 cm HCl37%1LHCl37%
=11,3M
b)RelacionandoelHClconsumidoconlamuestraseobtienelariquezadelamisma:
126cm HCl37%1,11gHCl37%1cm HCl37%
37gHCl
100gHCl37%1molHCl36,5gHCl
=1,42molHCl
1,42molHCl50,00gmuestra
1molZn2molHCl
65,4gZn1molZn
100=92,7%Zn
c)RelacionandoelHClconsumidoconH :
126cm HCl37%1,11gHCl37%1cm HCl37%
37gHCl
100gHCl37%1molHCl36,5gHCl
1molH2molHCl
=0,71molH
Considerandocomportamientoidealelvolumenocupadoporelgases:
V=0,71mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
740mmHg760mmHg1atm
=17,8L
8.65.Unamuestrade0,4278gdeunelementometálicoXdemasaatómica139,del93%deriqueza,sedisolviótotalmenteenácidoclorhídricoconcentradodel32,14%deriquezaenpesoydensidad1,16g/mL.Elhidrógenodesprendidoserecogiósobreagua,a17,5°Cy735mmHg,ocupandounvolumende107mL.(Lasimpurezassoninertesynoreaccionanconelácido)a)CalculalafórmulaempíricadelclorurodeX.b)¿Quévolumendedisolucióndeácidoclorhídricoconcentradoseconsumió?c)¿Quépesodeclorurometálicoseformó?
(Datos.R=0,082atm·L· · ;presióndevapordelaguaa17,5°C=15mmHg)(Valencia2007)
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreelmetalXyHCles:
2X(s)+2nHCl(aq)2XCl (aq)+nH (g)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 445
Para determinar la fórmula del cloruro, basta con calcular el valor den, para lo que senecesitacalcularpreviamenteelnúmerodemolesdeXydeH .
MolesdeXcontenidosenlamuestrametálica:
0,4278gmuestra93gX
100gmuestra 1molX139gX
=2,86·10 3molX
ConsiderandocomportamientoidealelnúmerodemolesdeH secoes:
n=735 15 mmHg·107mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 17,5+273 K760mmHg1atm
1L
10 mL=4,26·10 3molH
RelacionandomolesdeH ymolesdeCl:
4,26·10 3molH2nmolHClnmolH
1molCl1molHCl
=8,52·10 3molCl
Larelaciónentre losmolesdeCly losdeXproporciona la fórmulaempíricadelclorurometálico:
8,52·10 3molCl
2,86·10 3molX≈3
molClmolX
Fórmulaempírica:
b)RelacionandoH yHCl:
4,26·10 3molH2nmolHClnmolH
36,5gHCl1molHCl
=0,311gHCl
Comosedisponededisoluciónderiqueza32,14%:
0,311gHCl100gHCl32,14%
32,14gHCl1mLHCl32,14%1,16gHCl32,14%
=0,83mLHCl32,14%
c)RelacionandoXyXCl :
2,86·10 3molX1molXCl1molX
245,5gXCl1molXCl
=0,702g
8.66.Unamuestrade2,5gdeunamezcladecloruroamónicoyuncloruroalcalinosedivideendospartes iguales.Unadeellassetrataconnitratodeplata0,1Myelclorurodeplataformadoselava,secaypesa3,28g.Laotrapartesetrataconunadisolucióndehidróxidodesodioal30%m/vy,comoconsecuencia,sedesprenden236mLdeamoníaco,medidosa25°Cy734mmHg.Calcula:a)Lacomposicióndelamezcla.b)¿Dequécloruroalcalinosetrata?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Murcia2008)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreNH ClyNaOHes:
NH Cl(s)+NaOH(aq)NaCl(aq)+NH (g)+H O(l)
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdegases:
n=734mmHg·236mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm760mmHg
1L
103mL=9,3·10 3molNH
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 446
RelacionandoNH conlamezcladecloruros:
9,3·10 3molNH1,25gmezcla
1molNH Cl1molNH
53,5gNH Cl1molNH Cl
100=39,9%
Elrestodelamezcla,(100–39,9)%=60,1%escloruroalcalino.
b)LasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesalasreaccionesentreloscloruroscomponentesdelamezclayelAgNO son:
paraNH Cl:
NH Cl(aq)+AgNO (aq)AgCl(s)+NH NO (aq)
paraelcloruroalcalino,XCl:
XCl(aq)+AgNO (aq)AgCl(s)+XNO (aq)
RelacionandoambosclorurosconelAgClsepuededeterminarlamasamolardelcloruroalcalinoeidentificarlo:
9,3·10 3molNH1molNH Cl1molNH
1molAgCl1molNH Cl
=9,3·10 3molAgCl
1,25gmuestra60,1gXCl
100gmuestra1molXClMgXCl
1molAgCl1molXCl
=0,751M
molAgCl
9,3·10 3+0,751M
molAgCl143,4gAgCl1molAgCl
=3,28gAgCl
Seobtiene,M=55,2g·mol .Lamasamolardelcloruroalcalinomáscercanaalaobtenidaes58,5g·mol quecorrespondealNaCl.
8.67.Sedisponede1200 litrosdeagua (ρ=1g/mL)yde1000kgdecarburodealuminio(Al4C3)deunapurezadel91,3%.a)Determineelreactivolimitanteenlareaccióndeobtencióndemetano:
+12 3 +4 b)Calcule el volumendemetanoque sepuedeobtenerauna temperaturade16°C y736mmHg,suponiendounapérdidadel1,8%delgasproducido.c)Calculeelvolumendeairenecesariopara lacombustióndelmetanoen lascondicionesmencionadas.
(Datos.ConstanteR=0,082atm·L· · ;porcentajede enelaire=21%envolumen)(Córdoba2008)
a)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
1200LH O103mLH O1LH O
1gH O1mLH O
1molH O18gH O
=6,67·104molH O
1000kgAl C103gAl C1kgAl C
1molAl C144gAl C
=6,94·103molAl C
Larelaciónmolarentreambassustanciases:
6,67·104molH O
6,94·103molAl C=9,6
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 447
comolarelaciónmolaresmenorque12quieredecirquequedaAl C sinreaccionarporloqueel eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCH queseobtiene.
b) Relacionando H O con CH y teniendo en cuenta que si se pierde el 1,8% del CH formadoseobtieneenlaprácticaun98,2%delmismo:
6,67·104molH O3molCH12molH O
98,2molCH (real)100molCH (teo)
=1,64·104molCH4
Aplicandolaecuacióndeestadodelosgasesidealesseobtieneelvolumenocupadoporelgas:
V=1,64·104mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 16+273 K
736mmHg760mmHg1atm
1m
103L=401,3
c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealacombustióndelCH es:
CH (g)+2O (g)CO (g)+2H O(g)
RelacionandoCH conO :
1,64·104molCH2molO1molCH
=3,28·104molO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=3,28·104mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 16+273 K
736mmHg760mmHg1atm
1m
103L=802,6m O
RelacionandoO conaire:
802,6m O100m aire21m O
=3822 aire
(ProblemasimilaralpropuestoenValencia1998).
8.68.Apartirdelsulfurodecalcioseobtienesulfurodehidrógenosegúnlareacción:
CaS+ + + Elsulfurodehidrógenoobtenidoseoxidaparaobtenerazufresegúnlareacción:
+ +Sa)¿Quécantidaddeazufrepuedeobtenerseapartirde500kgdeunamuestraquecontieneun80%deCaS?b) ¿Qué volumen de aire,medido en c. n., es necesario utilizar para oxidar el sulfuro dehidrógenoprocedentedelaprimerareacción?(Composicióndelaire:20%deoxígeno).
(Cádiz2008)
a)Relacionandolamuestraconazufre:
500·103gCaS80%80gCaS
100gCaS80%1molCaS72gCaS
1molS1molCaS
32gS1molS
=1,78·105gS
b)RelacionandolamuestraconH S:
500·103gCaS80%80gCaS
100gCaS80%1molCaS72gCaS
1molH S1molCaS
=5,56·103molH S
RelacionandoH SconO yaire:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 448
5,56·103molH S1molO1molH S
22,4LO1molO
100Laire20LO
=6,23·105Laire
8.69.Elperóxidodehidrógenopuro esun líquidoviscoso casi incoloroy extremadamentecorrosivo.Normalmenteseutilizaendisolucionesacuosasdiluidasquehayquemanejarconguantesyprotecciónparalosojos.Elperóxidodehidrógenopuedeactuartantocomooxidantecomoreductor,aunqueesmáscomúnsucomportamientocomooxidante.Noobstante,frenteaoxidantesmásfuertesqueélactúacomoreductor.El peróxido de hidrógeno tiene una aplicación importante en la restauración de pinturasantiguas.Unode lospigmentosblancos favoritoserauncarbonatobásicomixtodeplomo,
.Trazasde sulfurodehidrógenodelambientehacenqueeste compuestoblanco se convierta en sulfuro de plomo (II) negro, con lo que la pintura oscurece. Laaplicacióndeperóxidodehidrógenooxidaestesulfuroasulfatodeplomo(II)blanco,conloqueserestauraelcolorcorrectodelapintura.En medio ácido, el anión dicromato oxida el peróxido de hidrógeno a oxígeno gaseosoreduciéndosea (aq)yseconvierteenoxígenomolecular.Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealprocesoes:
(aq)+8 (aq)+3 (l)2 (aq)+3 (g)+7 (l)Setratan100mLdeunadisolución2,0Mdedicromatodepotasioconunexcesodeperóxidode hidrógeno en medio ácido. El oxígeno resultante de esta reacción se recoge en unrecipientede2,0La20°Cquecontiene,inicialmente,unamezcladehidrógenoynitrógenoa2,0 atm de presión y una composición en volumen del 60% de hidrógeno y el 40% denitrógeno. En lamezcla gaseosa final se hace saltar una chispa eléctrica que provoca laformacióndeaguaapartirdehidrógenoyoxígeno,elevándoselatemperaturadelamezclaa120°C.Calcula:a)Lacantidaddeaguaquesehaformado.b)Lapresiónparcialdecadacomponenteylapresióntotaldelamezclagaseosaa120°C,sidespuésdehaberhechosaltarlachispaeléctricatodaslassustanciasseencuentranenfasegaseosa.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Asturias2008)
a)RelacionandoK Cr O conH O:
100mLK Cr O 0,2M0,2molK Cr O
103mLK Cr O 0,2M7molH O
1molK Cr O18gH O1molH O
=25,2g
b)ElnúmerodemolesdeO producidosapartirdelH O quereaccionaes:
100mLK Cr O 0,2M0,2molK Cr O
103mLK Cr O 0,2M
3molO1molK Cr O
=0,6molO
ApartirdelaleydeDaltonsepuedencalcularlaspresionesparcialesdelamezcladeN yH quecontieneelrecipienteenelqueseinyectaelO formado.También,deacuerdoconla ley de Avogadro, la composición volumétrica de la mezcla de gases proporciona lacomposiciónmolar,así:
40%volN y =0,460%volH y =0,6
Laspresionesparcialesrespectivasson:
p =p·y =2atm·0,4=0,8atmp =p·y =2atm·0,6=1,2atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 449
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemolesdecadagases:
n=0,8atm·2L
0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K=0,067molN
n=1,2atm·2L
0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K=0,1molH
Al saltar una chispa en la mezcla de N , H y O se produce la combustión del H deacuerdoconlaecuación:
2H (g)+O (g)2H O(g)
LarelaciónmolarentreH yO es:
0,1molH0,6molO
=0,2
Comolarelaciónmolaresmenorque2quieredecirsobraO quequedasinreaccionaryque se consume completamente que es el reactivo limitante que determina lacantidaddeH Oqueseforma.
LacantidaddeO consumidoes:
0,1molH1molO2molH
=0,05molO
LacantidaddeO sobrantees:
0,6molO (inicial)0,05molO (consumido)=0,55molO (exceso)
LacantidaddeH Oformadaes:
0,1molH2molH O2molH
=0,1molH O
Considerandocomportamientoideal,lapresiónparcialejercidaporcadagasa120°Ces:
p =0,067molN 0,082atm·L·mol 1·K 1 120+273 K
2L=1,07atm
p =0,55molO 0,082atm·L·mol 1·K 1 120+273 K
2L=8,86atm
p =0,1molH O 0,082atm·L·mol 1·K 1 120+273 K
2L=1,61atm
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 450
8.70.Seusaeltérminoderocacalizaparanombraraaquellaformadaprincipalmenteporcarbonatodecalcio.Normalmentesonrocasdeorigensedimentarioformadasapartirdelosdepósitos de esqueletos carbonatados en los fondos de los océanos. Cuando tienen altaproporción de carbonato de magnesio se denominan dolomitas. La roca se disuelvelentamenteenlasaguasaciduladasporloqueelaguadelluvia,océanosyríos(ligeramenteácidas)provoca ladisoluciónde lacaliza,creandoun tipodemeteorizacióncaracterísticadenominada kárstica o cárstica. En Asturias, en especial en la zona oriental, podemosencontrar bellos ejemplosde estas formaciones cársticas. Las calizas tienen innumerablesaplicacionesindustrialessiendoquizáslamásimportantelaobtencióndecemento.Al laboratoriode lacementeradeAboño(Gijón)ha llegadounamuestrademineralcalizoparadeterminarsuriquezaencarbonatocálcico.Unamuestrade0,490gsedisuelveen50,0mLdeHCl0,150M.Estosuponeunexcesodeácidoyésteconsumeenunavaloración4,85mLdeNaOH0,125M.a)¿Cuáleselporcentajedecarbonatocálcicoquecontienelamuestra?b)¿Quévolumendedióxidodecarbonosedesprende,encondicionesestándar,aldisolverlos0,490gramosdemuestra?c)DescribeelprocedimientoexperimentalparavalorarelexcesodeHClconNaOH.Señalarazonadamentecuálseráelindicadormásadecuadocomoindicadordelpuntofinaldeestavolumetría.
Indicador IntervalodevirajeRojodemetilo 4,4‐6,2Azuldebromotimol 6,0‐7,6Fenolftaleína 8,2‐9,8
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Asturias2008)
a)LasecuacionesquímicascorrespondientesalareaccióndelHClconNaOHyCaCO son,respectivamente:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H O(l)
2HCl(aq)+CaCO (s)CaCl (aq)+CO (g)+H O(l)
ElnúmerototaldemmolesdeHClquereaccionanconambasbaseses:
50mLHCl0,15M0,15molHCl
1mLHCl0,15M=7,5mmolHCl
ElnúmerototaldemmolesdeHClenexcesoquereaccionanconNaOHes:
4,85mLNaOH0,125M0,125mmolNaOH1mLNaOH0,125M
1mmolHCl1mmolNaOH
=6,06mmolHCl
ElnúmerototaldemmolesdeHClquereaccionanconCaCO es:
7,5·mmolHCl(total)–6,06·mmolHCl(exceso)=6,89·mmolHCl
RelacionandoHClconCaCO :
6,89mmolHCl1mmolCaCO2mmolHCl
100mgCaCO1mmolCaCO
=345mgCaCO
RelacionandoCaCO concalizaseobtienelariqueza:
345mgCaCO490mgcaliza
100=70,3%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 451
b)RelacionandoCaCO conCO :
345mgCaCO1mmolCaCO100mgCaCO
1mmolCO1mmolCaCO
=3,45mmolCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=3,45mmol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=84,3mL
8.71.El cemento aluminoso contiene en su composición, entre otros, un 40% de óxido decalcio y un 40% de óxido de aluminio. En una fábrica determinada se desea obtenerdiariamenteunaproducciónde1200 tdeestecemento,empleándosecomomateriaprimacaliza (mineral que contiene carbonato de calcio), que al calcinarse se descompone endióxidodecarbonoyóxidodecalcio,ybauxita(mineralquecontieneóxidodealuminio).Sielrendimientoglobaldelprocesoesdel91%,calcula:a)Lamasadiariadecalizanecesaria,expresadaentoneladas,sisuriquezaesdel83%encarbonatodecalcio.b)Lamasadiariadebauxitanecesaria,expresadaentoneladas,sisuriquezaesdel57%enóxidodealuminio.c)Laemisiónanualdedióxidodecarbonoalaatmósfera,expresadaen a20°Cy1atm,provocadaporelprocesodecalcinacióndelacaliza.d)Lasolubilidaddeldióxidodecarbonoenaguaes2g·· ,a20°C,siestadisoluciónsetratacondisoluciónacuosadehidróxidodesodioseformaunadisoluciónacuosadecarbonatodesodio.Calculalaconcentracióndelacitadadisoluciónexpresadacomoporcentajeenmasaymolaridad.(Consideraqueladensidaddeladisoluciónes1g· ).
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2008)
Como el rendimiento del proceso es del 91% se calcula previamente la cantidad decementoquesedeseaproducir:
xtcemento(teo)91tcemento(real)100tcemento(teo)
=1200tcemento(real)x=1319tcemento
Lascantidadesdeóxidoscontenidosenelcementoson:
1319tcemento40tCaO
100tcemento=527,6tCaO
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealaobtencióndeCaOapartirdeCaCO es:
CaCO (s)CaO(s)+CO (g)
RelacionandoCaOconCaCO :
527,5tCaO106gCaO1tCaO
1molCaO56gCaO
1molCaCO1molCaO
100gCaCO1molCaCO
1tCaCO
106gCaCO=942,0tCaCO
RelacionandoCaCO concalizadel83%:
942,0tCaCO100tcaliza83tCaCO
=1134,9tcaliza
b)RelacionandoAl O conbauxitadel57%:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 452
527,5tAl O100tbauxita57tAl O
=925,3tbauxita
c)RelacionandocementoconCO :
1319tcementodıa
40tCaO
100tcemento106gCaO1tCaO
1molCaO56gCaO
1molCO1molCaO
=9,42·106molCO
dıa
Lacantidademitidaenunañoes:
9,42·106molCOdıa
365dıaano
=3,44·109molCO
ano
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelCO es:
V=3,44·109molCO
ano0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
1atm1m3
103L=8,26·107m3
año
d)LaecuaciónquímicacorrespondientealaabsorcióndeCO conNaOHes:
CO (s)+2NaOH(aq)Na CO (aq)+H2O(l)
SisepartedeunadisoluciónconunaconcentracióndeCO de2g/LlamolaridadrespectoalNa CO formadoes:
2gCOLdisolucion
1molCO44gCO
1molNa CO1molCO
=0,045M
LaconcentracióndeladisolucióndeNa CO expresadacomo%enmasaes:
2gCOLdis
1molCO44gCO
1molNa CO1molCO
106gNa CO1molNa CO
Ldis
103mLdis1mLdis1gdis
100=0,48%
8.72.Sedisponedeunaaleaciónligeraformadapormagnesioycinc.Sisetomaunamuestrade ellade1,00g y sequema totalmente enatmósferadeoxígeno seobtiene1,41gde lamezcladeóxidos.Determinecuáleslacomposiciónporcentualdelaaleaciónoriginal.
(CastillayLeón2008)
Las ecuaciones químicas correspondientes a las reacciones de formación de los óxidosmetálicosson:
2Mg(s)+O (g)2MgO(s)
2Zn(s)+O (g)2ZnO(s)
Llamandoxey,respectivamente,a losgramosdeMgyZnenlaaleaciónyrelacionandoestascantidadesconlosóxidosformados:
xgMg1molMg24,3gMg
2molMgO2molMg
40,3gMgO1molMgO
=1,658xgMgO
ygZn1molZn65,4gZn
2molZnO2molZn
81,4gZnO1molZnO
=1,245ygZnO
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 453
xgMg+ygZn=1,00galeacion
1,658xgMgO+1,245ygZnO=1,41goxidos
x=0,40gMg
y=0,60gZn
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
0,40gMg1,00galeacion
100=40%Mg
0,60gZn1,00galeacion
100=60%Zn
8.73. Una industria química utiliza 10 t/día de sulfato de amonio que prepara según lasiguientereacción:
2 (aq)+ (aq) (aq)a)Silareaccióntranscurreconun80%derendimiento,¿quévolumendedisolución2Mdeácidosulfúricoseránecesarioutilizardiariamente?b)Enlareacciónseutilizaamoníacogaseosoqueestácontenidoenundepósitode10 decapacidadyaunatemperaturade25°C,¿cuálserálapresióndelgasdentrodelrecipientesisecarganenél100kgde ?c) ¿A qué temperatura se tendría que abrir la válvula de seguridad del depósito, si éstesoportaunapresiónmáximainteriorde20atm?d)Cuandosecargóelamoníacoeneldepósito,fuenecesariohacerunbarridodelastuberíasintroduciendoenéste0,5kgde (gasinerte).Calculalapresiónparcialdelnitrógenoeneldepósitoylapresióntotal.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2008)
a)Comoelrendimientodelprocesoesdel80%,previamentehayquecalcularlacantidaddesustanciaquesequiereobtener:
xt NH SO (teo)80t NH SO (real)100t NH SO (teo)
=10t NH SO (real)x=12,5t NH SO
12,5t NH SO106g NH SO1t NH SO
1mol NH SO132g NH SO
=9,47·105mol NH SO
Relacionando NH SO conH SO :
9,47·105mol NH SO1molH SO
1mol NH SO=9,47·105molH SO
Altratarsededisolución2M:
9,47·105molH SO1LH SO 2M2molH SO
1m H SO 2M
103LH SO 2M=43,75 2M
b)ElnúmerodemolesdeNH introducidoseneldepósitoes:
100kgNH103gNH1kgNH
1molNH17gNH
=5882molNH
Considerando comportamiento ideal, la presión que ejerce el NH en el interior delrecipientees:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 454
p=5882mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
10m 1m
103L=14,4atm
c)ComosetratadeunrecipientedeparedesrígidaselvolumenesconstanteporloquedeacuerdoconlaleydeCharles:
pT=pT
14,4atm(25+273)K
=20,0atm
T T =414K
d)ElnúmerodemolesdeN introducidosparalimpiareldepósitoes:
0,5kgN103gN1kgN
1molN28gN
=17,9molN
Considerando comportamiento ideal, la presión que ejerce el N en el interior delrecipientees:
p =17,9mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
10m3 1m3
103L=0,044atm
Deacuerdocon la leydeDalton de laspresionesparciales, lapresión totalde lamezclagaseosaes:
ptotal=p +p ptotal= 0,044+14,4 atm=14,444atm
8.74.El fósforo blanco, , sepuede obtener tratando elmineral fosforita (fosfato cálcicoimpuro) con carbón y arena (sílice).El proceso se realiza en un horno eléctrico según lasiguienteecuaciónquímica:
2 (s)+10C(s)+6 (s)6 (s)+10CO(g)+ (s)Sehacenreaccionar20kgde fosforita(70%enpesode fosfatocálcico)con lascantidadesnecesarias de los demás reactivos. Sabiendo que el rendimiento del proceso es del 80%,calcula:a)Lacantidad(enkg)defósforoblancoobtenido.b)Elvolumen(enL)demonóxidodecarbonogeneradomedidoa35°Cy780mmHg.c)Lacantidaddecarbón(enkg)necesariasisuriquezaesdel60%.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2008)
a)LosmolesdeCa PO quehayenlafosforitason:
20kgfosforita103gfosforita1kgfosforita
70gCa PO100gfosforita
1molCa PO310gCa PO
=45,2molCa PO
Sielrendimientodelprocesoesdel80%:
45,2molCa PO80molCa PO (real)100molCa PO (teo)
=36,1molCa PO
RelacionandoCa PO conP :
36,1molCa PO1molP
2molCa PO124gP1molP
1kgP
103gP=2,24kg
b)RelacionandoCa PO conCO:
36,1molCa PO10molCO
2molCa PO=180,5molCO
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 455
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=180,5mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 35+273 K
780mmHg760mmHg1atm
=4442LCO
c)RelacionandoCa PO conC:
36,1molCa PO10molC
2molCa PO12gC1molC
1kgC
103gC100kgcarbon
60kgC=3,61kgcarbón
8.75. El cuerpo humano contiene aproximadamente 4 gramos de hierro y el 70% estálocalizadoenlahemoglobina,proteínapresenteenlosglóbulosrojos.Lasnecesidadesdehierrovaríansegúnlaedadyelsexo,perosepuedetomarcomomedia15mgdehierropordía.Portérminomediosóloseabsorbeel10%delhierrocontenidoenlosalimentos.Laalimentaciónnormalnocubre lasnecesidadesdehierroentodosloscasos,loqueobligaaadministrarciertasmedicinascomoFerro‐gradumet.Una técnica clásica para determinar el hierro presente en una disolución es lapermanganimetría,queutilizaelpoderoxidantedelpermanganatodepotasio( ):
+8 +5 +5 +4 Laconcentracióndeunadisolucióndepermanganatosedeterminaporvaloraciónfrenteaunasustanciapatróncomoeloxalatodesodio( ):
2 +16 +5 +10 +8 a)Teniendo en cuentaque el volumende sangredeunadulto esde4,5L yque contiene4,7·10 glóbulos rojos pormL, calcula el número de átomos de hierro presentes en cadaglóbulorojo.b)Para valorar una disolución de permanganato de potasio se pesaron tresmuestras deoxalatodesodiode0,1573;0,1324y0,1285gysedisolvieronenunErlenmeyer,enpresenciadeunexcesodeácido sulfúrico.Losvolúmenesdedisolucióndepermanganatodepotasioconsumidos en cada muestra fueron 42,4; 35,5 y 34,2 mL respectivamente. Calcula lamolaridaddeladisolucióndepermanganatodepotasio.c)UnagrageadeFerro‐gradumetsedisolvióenpresenciadeácidosulfúricoenexcesoyparavalorar el contenido en hierro se consumieron 32,1 mL de la disolución anterior depermanganato.Calculaelpesode ·1,5 contenidoenunagragea.d)Lasalmejasymejillones(lassustanciasmásricasenhierro)contienen25mgdehierroporcada100gdeproducto,mientrasquelaslentejassólocontienen7mg.¿Quécantidaddealmejasode lentejashabríaque consumirdiariamentepara cubrir lasnecesidadesdeunadulto,segúntodalainformaciónaportadaanteriormente?
(Dato.NúmerodeAvogadro,L=6,022·10 )(Valencia2008)
a)Lamasadehierrocontenidaenlahemoglobinaes
4gFe(total)70gFe(hemo)100gFe(total)
=2,8gFe(hemo)
Elnúmerodeglóbulosrojosenlasangrees:
4,5Lsangre103mLsangre1Lsangre
4,7·106globulos1mLsangre
=2,12·1010globulos
RelacionandolacantidaddeFeconlosglóbulosrojos:
2,8gFe
2,12·1010globulos1molFe55,8gFe
6,022·1023atomosFe
1molFe=1,43·1012
átomoFeglóbulo
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 456
b)RelacionandoNa C O condisolucióndeKMnO encadaunadelasvaloraciones:
0,1573gNa C O42,4mLdisolucion
1molNa C O134gNa C O
2molKMnO5molNa C O
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,01107M
0,1324gNa C O35,5mLdisolucion
1molNa C O134gNa C O
2molKMnO5molNa C O
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,01113M
0,1285gNa C O34,2mLdisolucion
1molNa C O134gNa C O
2molKMnO5molNa C O
103mLdisolucion1Ldisolucion
=0,01121M
Como las tres valoraciones son concordantes, el valormedio de la concentración de ladisolucióndepermanganatodepotasioes:
0,01107M+0,01113M+0,01121M3
=0,01114M
c)RelacionandoKMnO conFe2 :
32,1mLdisoluciongragea
0,01114molKMnO
103mLdisolucion5molFe2
1molKMnO=1,79·10 3molFe2
gragea
LamasadeFeSO ·1,5H OcontenidaenunagrageadeFerro‐gradumetes:
1,79·10 3molFe2
gragea1molFeSO ·1,5H O
1molFe2178,8gFeSO ·1,5H O1molFeSO ·1,5H O
=0,32g ·1,5
gragea
d)Considerandoquepor términomedioun adultonecesita15mgFe/día, lasmasasdealimentosricosenhierronecesariasdiariamenteson:
Almejas15mgFe
dıa100galmejas25mgFe
=60galmejas
día
Lentejas15mgFe
dıa100glentejas
7mgFe=214,3glentejas
día
8.76.Unmétodo para ajustar la concentración de una disolución deHCl es añadirle unapequeñacantidaddeMg:
Mg+2HCl + ¿Cuántosmg deMg hay que añadir sobre 250mL de HCl 1,023M para que disoluciónresultanteseaexactamente1,000M?
(Valencia2008)
ElnúmerodemolesdeHClsobrantesdeladisolucióndeHCles:
250mLdisolucion1,023 1,000 molHCl
103mLdisolucion=5,75·10 molHCl
RelacionandoHClconMg:
5,75·10 molHCl1molMg2molHCl
24,3gMg1molMg
103mgMg1gMg
=70mgMg
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 457
8.77.Sesospechaqueunamezclade y contieneCaO.Parasalirdeladudase toma una muestra de 80 g y se calienta hasta descomposición de las sales, en susrespectivos óxidos. Se recogen 3 g de y 25 g de ¿Cuál es la composición de lamezcla?
(Murcia2009)
Lasecuacionesquímicasajustadascorrespondientesa las reaccionesdedescomposicióntérmicadelCa HCO yCaCO son:
Ca HCO (s)CaCO (s)+CO (g)+H O(g)
CaCO (s)CaO(s)+CO (g)
ElH OformadaprocedesolodeladescomposicióndelCa HCO loqueproporcionalacantidaddeestasustanciaenlamuestraoriginal:
3gH O80gmezcla
1molH O18gH O
1molCa HCO
1molH O162gCa HCO1molCa HCO
100=33,8%
El CO formado procede de la descomposición de ambas sales. El procedente delCa HCO es:
80gmezcla33,8gCa HCO100gmezcla
1molCa HCO162gCa HCO
2molCO
1molCa HCO44gCO1molCO
=14,7gCO
ElrestodelCO deberáprocederdeladescomposicióndelCaCO :
25 14,7 gCO80gmezcla
1molCO44gCO
1molCaCO1molCO
100gCaCO1molCaCO
100=29,3%
Comosecomprueba,lamuestrasícontieneCaO:
100%mezcla–[33,8%Ca HCO +29,3%CaCO ]=36,9%CaO
8.78. Al calentar dicromato de amonio se produce una reacción vigorosa en la cual sedesprendenitrógeno,aguayóxidodecromo(III).Escribelaecuacióndelprocesoycalculalacantidaddeesteóxidoquese formayelvolumendenitrógenodesprendidoencondicionesnormalesdepresiónytemperaturacuandosedescomponen21,4gdedicromatodeamonio.
(Baleares2009)
La ecuación química ajustada correspondiente a la descomposición térmica delNH Cr O es:
(s) (s)+ (g)+4 (g)
Relacionando NH Cr O conCr O :
21,4g NH Cr O1mol NH Cr O252g NH Cr O
1molCr O
1mol NH Cr O152gCr O1molCr O
=12,9g
Relacionando NH Cr O conN :
21,4g NH Cr O1mol NH Cr O252g NH Cr O
1molN
1mol NH Cr O22,4LN1molN
=1,9L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 458
8.79.100mLdeunadisoluciónde seneutralizancon25mLdeunadisolución2Mde¿Cuálserálaconcentraciónde ?
(Canarias2009)
La ecuación química correspondiente a la reacción de neutralización entre Al OH yH SO es:
2Al OH (aq)+3H SO (aq)2Al SO (aq)+3H O(l)
ElnúmerodemmolesdeAl OH aneutralizares:
25mLAl OH 2M2mmolAl OH1mLAl(OH)32M
=50mmolAl OH
RelacionandoAl OH conH SO :
50mmolAl OH100mLH SO
3mmolH SO2mmolAl OH
=0,75M
8.80.En la industriaaeronáutica seutilizanaleacionesdeAl/Cu.Unprocesoquepermiteanalizar lacomposicióndedichaaleaciónesportratamientoconunadisoluciónacuosadeácidoclorhídricoyaqueelcobrenoreaccionaconesteácidoyelaluminioreaccionaensutotalidaddandotriclorurodealuminio( ).Se tratan2,4gdealeaciónAl/Cu con25mLdeHCldel36% ydensidad1,18g· . Sesupone que ha reaccionado todo el aluminio y que el HCl se encuentra en exceso. LadisoluciónácidaresultantesevaloracondisolucióndeNaOH2,0M,utilizandofenolftaleínacomoindicador,gastándose20,5mLdedichadisolución.a)EscribelareaccióndeneutralizaciónydeterminaelnúmerodemolesdeHClenexceso.b) Escribe la reacción de la aleación con ácido clorhídrico sabiendo que se desprendehidrógenomolecular( )ydeterminalacomposicióncentesimaldelaaleación.c)Determinaelvolumendehidrógenoquesedesprendemedidoencondicionesnormales.
(CastillayLeón2009)
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealaneutralizacióndelHCles:
HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+ (l)
LacantidaddeHClqueseañadeinicialmentealaaleaciónes:
25mLHCl36%1,18gHCl36%1mLHCl36%
36gHCl
100gHCl36%1molHCl36,5gHCl
=0,29molHCl
LacantidaddeHClqueseneutralizaconNaOH(exceso)es:
20,5mLNaOH2,0M2,0molNaOH
10 mLNaOH2,0M1molHCl1molNaOH
=0,05molHCl
ElHClrestanteeselquereaccionaconlaaleación:
0,29molHCl(inicial)–0,05molHCl(neutralizacion)=0,24molHCl(aleacion)
b)De losdosmetalesque forman laaleación,elúnicocapazdereaccionarconHClparaproducir H es Al. La ecuación química ajustada correspondiente a la reacción entreamboses:
6HCl(aq)+2Al(s)2AlCl3(aq)+3 (g)
RelacionandoHClyAlsepuedecalcularlacomposicióndelaaleación:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 459
0,24molHCl2,4galeacion
2molAl6molHCl
27gAl1molAl
100=90%Al
El10%restantedelaaleaciónesCu.
c)RelacionandoHClyH :
0,24molHCl3molH6molHCl
22,4LH1molH
=2,7L
8.81.Unaaleaciónesunproductohomogéneo,depropiedadesmetálicas,compuestodedosomáselementos,unodeloscuales,almenos,debeserunmetal.Algunasdelasaleacionesmásconocidas son: bronce (estaño + cobre), acero (hierro + carbono + otrosmetales), latón(cobre+cinc).Altratar2,5gdeunaaleacióndealuminioycincconácidosulfúricosedesprenden1,58Ldemedidosenc.n.depresiónytemperatura.Calculelacomposicióndelaaleación.
(Galicia2009)
LasecuacionesquímicascorrespondientesalasreaccionesdelosmetalesconH SO son:
Zn(s)+H SO (aq)ZnSO (aq)+H (g)
2Al(s)+3H SO (aq)2Al SO (aq)+3H (g)
Elnúmerodemolesdegasobtenidoes:
1,58LH1molH22,4LH
=7,05·10 molH
Llamandox ey, respectivamente, a losgramosdeZnyAl en laaleacióny relacionandoestascantidadesconelH formado:
xgZn1molZn65,4gZn
1molH1molZn
=1,53·10 xmolH
ygAl1molAl27gAl
3molH2molAl
=5,56·10 ymolH
Sepuedeplantearelsiguientesistemadeecuaciones:
xgZn+ygAl=2,5galeacion
(1,53·10 x+5,56·10 y)molH =7,05·10 molH
x=1,698gZn
y=0,802gAl
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
1,698gZn2,5galeacion
100=67,9%Zn
0,802gAl2,5galeacion
100=32,1%Al
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 460
8.82.Unamezcladedossólidos( yKCl)pesa66gycontieneun10%dehumedad.Porcalefacciónprolongadaseliberan8gdeoxígeno.Calculaelporcentajedeamboscompuestosenlamezclaoriginalanhidra.
(Cádiz2009)
Lacantidaddemuestrasecaes:
66gmuestrahumeda90gmuestraseca
100gmuestrahumeda=59,4gmuestraseca
LaecuaciónquímicacorrespondientealacalefaccióndelKClO es:
2KClO (s)2KCl(s)+3O (g)
Deacuerdoconlaecuaciónanterior,todoelO liberadosedebealKClO :
8gO1molO32gO
2molKClO3molO
122,6gKClO 1molKClO
=20,4gKClO
LacantidadrestantedemuestraesKCl:
59,4gmuestraseca–20,4gKClO3=39,0gKCl
Expresandoelresultadoenformadeporcentajeenmasa:
20,4gKClO59,4gmuestraseca
100=34,3%
39,0gKCl59,4gmuestraseca
100=65,7%KCl
8.83.Unamuestrade10gdeunmineralquetiene60%decincsehacereaccionarconunadisolucióndeácidosulfúricodel96%ydensidad1823kg .Calcula:a)Lacantidaddesulfatodecincproducido.b)Elvolumendehidrógenoobtenido,silascondicionesdellaboratorioson25°Cy740mmHgdepresión.c)Elvolumendeladisolucióndeácidosulfúriconecesarioparalareacción.d)Repite losapartadosanterioresparaelcasoenelqueel rendimientode lareacciónnofuerael100%,comoseconsideraallí,sinoel75%.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(LaRioja2009)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreZnyH SO es:
H SO (aq)+Zn(s)ZnSO (aq)+H (g)
LacantidaddeZnquecontieneelminerales:
10gmineral60gZn
100gmineral1molZn65,4gZn
=0,092molZn
RelacionandoZnconZnSO :
0,092molZn1molZnSO1molZn
161,4gZnSO1molZnSO
=14,8g
b)RelacionandoZnconH :
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 461
0,092molZn1molH1molZn
=0,092molH
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=0,092mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
740mmHg760mmHg1atm
=2,3L
c)RelacionandoZnconH SO :
0,092molZn1molH SO1molZn
98gH SO1molH SO
100gH SO 96%
96gH SO=9,4gH SO 96%
LadensidaddelH SO expresadaenunidadesmásapropiadasparaellaboratorioes:
1823kgH SO 96%m3H SO 96%
10 gH SO 96%1kgH SO 96%
1m3H SO 96%
10 cm3H SO 96%=1,823
gH SO 96%cm3H SO 96%
9,4gH SO 96%1cm3H SO 96%1,823gH SO 96%
=5,2cm3 %
d)Sielrendimientodelprocesoesdel75%lascantidadesson:
14,8gZnSO75gZnSO (experimental)100gZnSO (teorico)
=11,1g
2,3LH75LH (experimental)100LH (teorico)
=1,7L
xcm H SO 96%(teo)75cm H SO 96%(exp)100cm H SO 96%(teo)
=5,2cm H SO 96%(exp)
Seobtiene,x=6,9 %
8.84.Lafosfinaesungastóxicoquereaccionaconoxígenosegúnlasiguienteecuación:
4 (g)+8 (g) (s)+6 (l)a)Sehacenreaccionar6,8gdefosfinacon6,4gdeoxígeno.Calculalacantidadengramosde obtenido.b)Sielrendimientodelprocesofueradel80%,calculalascantidadesdefosfinaydeoxígenonecesariasparaobtener142gde .
(PreselecciónValencia2009)
a)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
6,8gPH1molPH34gPH
=0,2molPH
6,4gO1molO32gO
=0,2molO
0,2molO0,2molPH
=1
comolarelaciónmolaresmenorque2quieredecirquequedaPH sinreaccionarporloqueel eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeP H queseobtiene.
0,2molO1molP H8molO
134gP H1molP H
=3,4g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 462
b)Sielrendimientodelprocesoesdel80%,lacantidaddeP H quehabríaquesintetizarparatenerrealmente142ges:
xgP H (teo)80gP H (real)100gP H (teo)
=142gP H (real)x=177,5gP H
177,5gP H1molP H132gP H
=1,32molP H
RelacionandoP H conambosreactivos:
1,32molP H8molO
1molP H 32gO1molO
=338g
1,32molP H4molPH1molP H
34gPH1molPH
=180g
8.85.EnelprocesoDeaconseobtienegascloromediantelasiguienteecuación:
4HCl(g)+ (g)2 (g)+2 (g)a)Siel rendimientodelprocesoanterioresdel70%,calculaelvolumenen litrosdecloroobtenidoa390°Cy1atm,alhacerreaccionar328,5gdeHCl(g)con361,6gde (g).b)Calcula elnúmerode litrosdedisoluciónacuosadeHCl concentradodedensidad1,18g/mLyriqueza35%(enmasa)quesepodránpreparar328,5gdeHCl(g)enagua.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2009)
a)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
328,5gHCl1molHCl36,5gHCl
=9molHCl
361,6gO1molO32gO
=11,3molO
9molHCl11,3molO
=0,8
como larelaciónmolaresmenorque4quieredecirquequedaO sinreaccionarpor loqueelHCleselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCl queseobtiene.
9molHCl2molCl4molHCl
=4,5molCl
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=4,5mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 390+273 K
1atm=245LCl
Comoelrendimientodelprocesoesdel70%,lacantidaddeCl realqueseobtienees:
244,6LCl (teo)70LCl (real)100LCl (teo)
=171L
b)ElvolumendedisoluciónconcentradadeHClquesepodráprepararconelHCldadoes:
9molHCl36,5gHCl1molHCl
100gHCl35%35gHCl
1mLHCl35%1,18gHCl35%
1LHCl35%10 mLHCl35%
=0,8LHCl35%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 463
8.86.Latermogravimetríaesunmétodoanalíticobasadoenelestudiodelapérdidademasaquesufreunamuestrasólidasometidaaunprocesodecalefacción.UnamezclasólidadeoxalatodecalcioyoxalatodemagnesiodeXgsecalentóhasta900°C.A400°Cseproducendosreaccionesdedescomposición:
(s)MgO(s)+CO(g)+ (g)
(s) (s)+CO(g)A700°Cseobservaunaterceradescomposición:
(s)CaO(s)+ (g)A500°C lamasade lamuestraerade3,06gya900°Cerade2,03g.Calcula lamasadeoxalatodecalcioyoxalatodemagnesioenlamuestraoriginal.
(Valencia2009)
Llamando x e y, respectivamente, a las masas de MgC O y CaC O contenidas en lamuestrainicial.
LadescomposicióndelMgC O despuésdelos400CproduceunamasadeMgO:
xgMgC O1molMgC O112,3gMgC O
1molMgO
1molMgC O40,3gMgO1molMgO
=0,35886xgMgO
LadescomposicióndelCaC O despuésdelos400CproduceunamasadeCaCO :
ygCaC O1molCaC O128gCaC O
1molCaCO1molCaC O
100gCaCO1molCaCO
=0,78125ygCaCO
LadescomposicióndelCaCO despuésdelos700CproduceunamasadeCaO:
0,78125ygCaCO1molCaCO100gCaCO
1molCaO1molCaCO
56gCaO1molCaO
=0,4375ygCaO
Elresiduodespuésde400CesMgOyCaCO :
0,35886x+0,78125y=3,06
Elresiduodespuésde700CesMgOyCaO:
0,35886x+0,4375y=2,03
Resolviendoelsistemaformadoporambasecuacionesseobtiene:
x=2,0g y=3,0g
8.87. El hidróxido de litio y el dióxido de carbono reaccionan entre sí para darhidrógenocarbonato(IV)delitio(carbonatoácidodelitio).Sisemezclan50gdehidróxidodelitiocon50gdedióxidodecarbono:a)Escribeyajustalareacción.b)¿Quécantidaddehidrógenocarbonato(IV)delitioseobtendría?c)Sisehanobtenido10,95Ldehidrógenocarbonato(IV)de litiomedidosa1atmy20°C,¿cuálseráelrendimientodelareacción?
(Canarias2010)
a)Laecuaciónquímicaajustadaes:
LiOH(aq)+ (g) (aq)
b)Paradeterminarelreactivolimitantesecalculanlosmolesinicialesdecadaunadelassustanciasreaccionantes.
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 464
50gLiOH1molLiOH24gLiOH
=2,08molLiOH
50gCO1molCO44gCO
=1,14molCO
2,08molLiOH1,14molCO
=1,8
Comolarelaciónmolaresmayorque1quieredecirquesobraLiOH,porloque eselreactivolimitante,quedeterminalacantidaddeLiHCO formado.
RelacionandoCO conLiHCO :
1,14molCO1molLiHCO1molCO
68gLiHCO1molLiHCO
=77,5g
c)Este apartadonoesposible resolverlo con losdatosdados, yaque el esunasustanciaquea20°Cy1atmessólida,nogaseosa.
8.88.ElEnvisat(EnvironmentalSatellite)esunsatélitedeobservaciónterrestreconstruidopor laAgenciaEspacialEuropea (ESA).Fue lanzado el1demarzode2002 enun coheteAriane5.Elmódulodepropulsióndeestoscohetesconstade4tanquesconunacapacidadparacombustiblede300kgdehidracina( ).Sudescomposicióncatalíticaessegún:
3 4 + Alrededorde2/5partes de eseamoníacoproducido sedescomponemediante la reacciónquímica:
2 +3 Lostresgases( , y )sonexpulsadosparaproducirelempuje.Calculalamasade , y expulsadosalespacioporcadakgde consumida.
(Murcia2010)
Partiendode1kgdeN H lascantidadesobtenidasson:
1kgN H10 gN H1kgN H
32gN H1molN H
=31,25molN H
31,25molN H4molNH3molN H
=41,67molNH
31,25molN H1molN3molN H
=10,42molN2
LadescomposicióndelNH proporciona:
41,67molNH 2molNH (descompuesto)
5molNH (total)=16,67molNH (descompuesto)
41,67molNH (total) 16,67molNH (descompuesto)=25,00molNH (sindescom.)
16,67molNH3molH2molNH
=25,00molH
16,67molNH1molN2molNH
=8,33molN
10,42molN (1ªreaccion)+8,33molN (2ªreaccion)=18,75molN (total)
Lasmasasdegascorrespondientesalosmolesanterioresson:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 465
25,00molNH 17gNH1molNH
=425g
25,00molH2gH1molH
=50g
18,75molN28gN1molN
=525g
8.89.Enunlaboratoriosehaextraídounaceiteutilizandohojasdementa,apartirdelacualsehaaisladounalcoholsecundariosaturadoconocidocomomentol.Unamuestrade100,5mgsequemaproduciendo282,9mgde y119,5mgde .a)Determinalafórmulaempíricadelmentol.b)Mediante ladeterminacióndeldescensocrioscópicodelmentolenalcanforsehapodidodeterminarquelamasamoleculares156.Determinalafórmulamoleculardelmentol.c) Una vez identificada su fórmulamolecular, calcula la cantidad de necesario paraquemaresos100,5mgdementol.d)Calculaelvolumendeairenecesarioparaquemar los100,5mgdementol teniendoencuentaqueelairecontieneun21%envolumendeoxígenoa25°Cy1,013·10 Pa.
(Galicia2010)
a)TeniendoencuentaqueenlacombustióndelmentoltodoelCsetransformaenCO yelHenH O,losmmolesdeátomosenlamuestradementolson:
282,9mgCO1mmolCO44mgCO
1mmolC1mmolCO
=6,430mmolC
115,9mgH O1mmolH O18mgH O
2mmolH1mmolH O
=12,878mmolH
Eloxígenocontenidoenelmentolsecalculapordiferencia:
100,5mgmentol– 6,430mmolC12mgC1mmolC
+12,878mmolH1mgH1mmolH
=10,468mgO
10,468mgO1mmolO16mgO
=0,654mmolO
Paraobtenerlafórmulaempíricaserelacionanlosmolesdeátomosdecadaelementoconelqueseencuentraenmenorcantidad:
6,430mmolC0,654mmolO
10atomoCatomoO
12,878mmolC0,654mmolO
20atomoHatomoO
formulaempırica:
b)Lafórmulamolecularseobtieneapartirdelafórmulaempíricaylamasamolecular:
n=156
10·12 + 10·12 + 1·16=1
Lafórmulamoleculardelmentolcoincideconlafórmulaempírica: .
c)Laecuaciónquímicajustadacorrespondientealacombustióndelmentoles:
2C H O(s)+29O (g)20CO (g)+20H O(l)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 466
RelacionandomentolconO :
100,5mgC H O1mmolC H O156mgC H O
29mmolO
2mmolC H O32mgO1mmolO
=298,9mg
d)De acuerdo con la ley deAvogadro, en unamezcla gaseosa coinciden la composiciónvolumétrica y la molar, por tanto, el número de moles de aire que contienen el O necesarioparalacombustiónes:
298,9mgO1mmolO32mgO
100mmolaire21mmolO
=44,5mmolaire
Considerandocomportamientoideal,elvolumendeairees:
V=44,5mmol 0,082atm·mL·mmol 1·K 1 25+273 K
1,013·105Pa1,013·105Pa
1atm=1087mLaire
8.90.Enunaperforacióndelsubsuelo,sedescubreunagranbolsadegasqueresultaestarformadapormetanoypropano.Serecogeunamuestrade7,41gdelamezclagaseosaysequemaproduciendo12,60gdeagua.Calcula lacomposicióninicialde lamezclaexpresadacomoporcentajeenmasa.
(Baleares2010)
Las ecuaciones químicas ajustadas correspondientes a las reacciones de combustión deambashidrocarburosson:
Combustióndelmetano
CH (s)+2O (g)CO (g)+2H O(l)
Combustióndelpropano
C H (s)+5O (g)3CO (g)+4H O(l)
Llamando x e y, respectivamente, a las masas de CH y C H contenidas en la mezclainicial,sepuedenplantearlassiguientesecuaciones:
xgCH +ygC H =7,41gmezcla
xgCH1molCH16gCH
2molH O1molCH
+ygC H1molC H44gC H
4molH O1molC H
=12,60gH O2molH O18gH O
Seobtiene,x=0,77gCH y=6,64gC H
Lacomposiciónexpresadacomoporcentajeenmasaes:
0,77gCH7,41gmezcla
100=10,4%
6,64gC H7,41gmezcla
100=89,6%
8.91.A10mLdeunadisolucióndesulfatodecromo(III), ,0,3M;seleañaden50mLdeclorurodecalcio, ,0,1Mparaformarunprecipitadodesulfatodecalcio, .a)Escribalareacciónquetienelugar.b)Calculelacantidadengramosdesulfatodecalcioqueseobtienen.c)Determine la concentraciónde los iones quepermanecendisueltos, suponiendo que losvolúmenessonaditivos,despuésdetenerlugarlareaccióndeprecipitación.
(CastillayLeón2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 467
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCr SO yCaCl es:
(aq)+3 (aq)2 (aq)+3 (s)
b)Comosetienencantidadesdeambosreactivosesprecisodeterminarpreviamentecuálde ellos es el reactivo limitante. El número de moles de cada una de las especiesreaccionanteses:
10mLCr SO 0,3M0,3mmolCr SO1mLCr SO 0,3M
=3mmolCr SO
50mLCaCl 0,1M0,1molCaCl
1mLCaCl 0,1M=5molCaCl
Larelaciónmolarobtenidaes.
5mmolCaCl3mmolCr SO
=1,67
Como la relaciónmolar esmenor que 3 quiere decir que sobra , por lo queeselreactivolimitantequedeterminalascantidadesdeCaSO4yCrCl formadasy
ladeCr SO sobrante:
5mmolCaCl3mmolCaSO43mmolCaCl
136mgCaSO41mmolCaSO4
1gCaSO4
10 mgCaSO4=0,68gCaSO4
c)Lasespeciesquequedanendisoluciónacuosaalfinaldelprocesoson:
5mmolCaCl2mmolCrCl33mmolCaCl
=3,33mmolCrCl3
5mmolCaCl1mmolCr SO3mmolCaCl
=1,67mmolCr SO (reaccionado)
3,00mmolCr SO (ini) 1,67mmolCr SO (reac)=1,33mmolCr SO (exc)
LaecuacióncorrespondientealadisolucióndelCrCl es:
CrCl (aq)Cr (aq)+3Cl (aq)
3,33molCrCl 3,33molCr10molCl
LaecuacióncorrespondientealadisolucióndelCr SO es:
Cr SO (aq)2Cr (aq)+3SO (aq)
1,33molCr SO 2,66molCr4molSO
Suponiendovolúmenesaditivoslasconcentracionesmolaresdeestosionesson:
3,33+2,66 mmolCr10+50 mLdisolución
=0,100M
10mmolCl10+50 mLdisolución
=0,167M
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 468
4mmolSO10+50 mLdisolución
=0,067M
8.92. El carbonato demagnesio reacciona con el ácido clorhídrico para dar cloruro demagnesio,dióxidodecarbonoyagua.a)Calculeelvolumendeácidoclorhídrico,dedensidad1,095g/mLydel20%enmasa,quesenecesitaparaquereaccionecon30,4gdecarbonatodemagnesio.b)Sienelprocesoanteriorseobtienen7,4Ldedióxidodecarbono,medidosa1atmy27°C,¿cuálhasidoelrendimientodelareacción?(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )
(CastillayLeón2010)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreMgCO yHCles:
MgCO (s)+2HCl(aq)MgCl (aq)+CO (g)+H O(l)
RelacionandoMgCO conHCl:
30,4gMgCO1molMgCO84,3gMgCO
2molHCl
1molMgCO36,5gHCl1molHCl
=26,3gHCl
Comosedisponedeunadisoluciónderiqueza20%ydensidad1,095g/mL:
26,3gHCl100gHCl20%
20gHCl1mLHCl20%1,095gHCl20%
=120mLHCl20%
b)ParacalcularelrendimientodelprocesoesprecisodeterminarelvolumendeCO quesedeberíahaberobtenidoapartirdelamuestradada:
30,4gMgCO1molMgCO84,3gMgCO
1molCO
1molMgCO=0,36molCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=0,36mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 27+273 K
1atm=8,9LCO
Relacionandolascantidadesexperimentalyteóricaseobtieneelrendimiento:
η=7,4LCO (real)8,9LCO (teo)
100=83%
8.93. En una vasija de 2560 mL de capacidad se introdujeron 50 mL de disolución dehidróxidodebarioysetapóinmediatamente.Acontinuación,seagitóduranteunosminutoshastaquetodoeldióxidodecarbonopresenteenelairereaccionóconelhidróxidodebario.Finalmente, la disolución resultante se valoró con ácido oxálico ( ) 0,01 M,consumiéndose58,4mL.Porotraparte,elmismovolumendehidróxidodebariosevaloróenausenciadeaireconelmismoácidoconsumiéndose63,2mL.Si lapresiónenel interiorde lavasijaerade760mmHgy latemperatura20°C,calculaelporcentajeenvolumendedióxidodecarbonoenelinteriordelavasija.¿Quéindicadordeberíausarseparalavaloracióndelhidróxidodebarioconelácidooxálico,unoquevireenunintervalodepHentre3,5y6,2uotroquevireentre7,6y9,5.¿Porqué?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Asturias2010)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreBa OH yCO es:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 469
Ba OH (aq)+CO (g)BaCO (s)+H O(l)
LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreBa OH yH C O es:
Ba OH (aq)+H C O (aq)BaC O (aq)+2H O(l)
ElnúmerodemmolesBa OH quequedandespuésdelareacciónconCO es:
58,4mLH2C2O40,01M0,01mmolH C O1mLH C O 0,01M
1mmolBa OH1mmolH C O
=0,584mmolBa OH
ElnúmerodemmolesBa OH antesdelareacciónconCO es:
63,2mLH C O 0,01M0,01mmolH C O1mLH C O 0,01M
1mmolBa OH1mmolH C O
=0,632mmolBa OH
ElnúmerodemmolesdeCO enlavasijaes:
0,632 0,583 mmolBa OH1mmolCO
1mmolBa OH=0,048mmolCO
Considerandocomportamientoideal,elnúmerodemmolesdeaireenlavasijaes:
n=760mmHg·2560mL
0,082atm·L·mol 1·K 1 20+273 K
1atm760mmHg
=106,6mmolaire
De acuerdo con la ley de Avogadro, en una mezcla gaseosa coinciden el porcentaje enmolesyenvolumen:
n=0,048mmolCO106,6mmolaire
100=0,045%
LasustanciaquequedaalfinaldelavaloracióndeBa OH conH C O esBaC O ,unasalquequeseencuentradisociadaenionesdeacuerdoconlaecuación:
BaC O (aq)Ba (aq)+C O (aq)
ElionBa nosehidrolizayaqueprocededeBa OH (basefuerte).
ElionC O sehidrolizadeacuerdoconlaecuación:
C O (aq)+H O(l)HC O (aq)+OH (aq)
Comoseobserva,alfinaldelareacciónseproduceniones ,locualquieredecirquese trata de unmedio básico, por tanto, debe utilizarse un indicador que vire en esemedio.Delosdosindicadorespropuestos,elmásadecuadoesaquelcuyazonadevirajeestácomprendidaentrelospH7,6y9,5.
8.94.Elnitratodepotasioseobtieneindustrialmenteapartirdeclorurodepotasioyácidonítricoenpresenciadeoxígenosegúnlaecuación:
4KCl+4 + 4 +2 +2 Sabiendoqueelrendimientodelprocesoesdel90%:a)¿Cuántoskgdenitratodepotasioseobtendráncomomáximoapartirde50kgdeclorurodepotasioy50kgdeácidonítrico?b)¿Quévolumen(enL)dedisolucióndeácidonítricoconcentrado,deriqueza60%enmasaydensidad1,37g/mL,seránnecesariosparaobtenerlos50kgdeácidonítrico?
(PreselecciónValencia2010)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 470
a)Elnúmerodemolesdelosdosreactivoes:
50kgKCl10 gKCl1kgKCl
1molKCl74,6gKCl
=670,2molKCl
50kgHNO10 gHNO1kgHNO
1molHNO63gHNO
=794,7molHNO
794,7molHNO670,2molKCl
=1,2
comolarelaciónmolaresmayorque1quieredecirquequedaHNO sinreaccionarporloqueelKCleselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeKNO queseobtiene.
670,2molKCl4molKNO4molKCl
101,1gKNO1molKNO
1kgKNO10 gKNO
=61,4kgKNO
Comoelrendimientodelprocesoesdel90%,lacantidaddeKNO máximaqueseobtienees:
61,4kgKNO (teo)90kgKNO (real)100kgKNO (teo)
=55,2kg
b)ElvolumendedisoluciónconcentradadeHNO quesenecesitaes:
50kgHNO10 gHNO1kgHNO
100gHNO 60%60gHNO
=8,33·10 gHNO 60%
8,33·10 gHNO 60%1mLHNO 60%1,37gHNO 60%
1LHNO 35%10 mLHNO 35%
=60,8L 60%
8.94.Laurea, , esun sólido cristalinoque seutiliza como fertilizante.A escalaindustrial la síntesis de la urea se realiza por reacción entre el dióxido de carbono yamoniacoa350°Cy35atmdeacuerdoconlasiguienteecuación:
(g)+2 (g) (s)+ (l)Sielrendimientodelprocesoanterioresdel80%ysedeseanobtener1000kgdeurea:a) Calcula el volumen necesario de dióxido de carbono, medido en las condiciones delproceso.b)El (g)utilizadoenlasíntesisdelapartadoa)seencontrabaenundepósitode70m3de capacidadyauna temperaturade25°C, ¿cuálera lapresióndelgasenel interiordeldepósito?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2010)
a)Sielrendimientodelprocesoesdel80%,lacantidaddeureaquehabríaquesintetizarparatenerrealmente1000kges:
xkgOC NH (teo)80kgOC NH (real)100kgOC NH (teo)
=1000kgOC NH (real)
Seobtiene,x=1250kgOC NH
1250kgOC NH103gOC NH1kgOC NH
1molOC NH 60gOC NH
=2,08·104molOC NH
Relacionandoureaydióxidodecarbono:
2,08·104molOC NH 1molCO
1molOC NH=2,08·104molCO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 471
V=2,08·104mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 350+273 K
35atm=3,04·104L
b)Lacantidaddeamoniaconecesarioparaproducirlaurearequeridaes:
2,08·104molOC NH 2molNH
1molOC NH=4,16·104molNH
Considerandocomportamientoideal,lapresiónejercidaporelgaseneldepósitoes:
p=4,16·104mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
70m3 1m3
103L=14,5atm
8.96.Enunreactordesíntesisdeamoniacoseproducen1000t/día.a) Sabiendo que el hidrógeno procede del metano y el nitrógeno del aire, calcule losvolúmenesdemetanoyaireconsumidosaldíaencondicionesnormales,teniendoencuentaque un volumen de aire está formado por 80% de nitrógeno y 20% de oxígeno y que lareacción tiene lugar admitiendo que todo el hidrógeno y el nitrógeno que reaccionan seconvierteníntegramenteenamoniaco.b)Determinelamasadedisolucióndeácidonítricodel50%enmasaquesepuedeobtenerapartirde100tdeamoniaco.
(CastillayLeón2011)
Elnúmerodemolesdeamoniacoqueseproducenpordíaes:
1000tNH10 gNH1tNH
1molNH17gNH
=5,88·10 molNH
a)Laecuaciónquímicaajustadacorrespondientealaobtencióndeamoniacoes:
N (g)+3H 2NH (g)
Relacionandoamoniacoconmetano:
5,88·10 molNH3molH2molNH
1molCH2molH
22,4LCH1molCH
=9,88· L
Relacionando amoniaco con aire y teniendo en cuenta que de acuerdo con la ley deAvogadroenunamezclagaseosalacomposiciónvolumétricacoincideconlacomposiciónmolar:
5,88·10 molNH1molN2molNH
100molaire80molN
22,4Laire1molaire
=8,23· Laire
b)Elnúmerodemolesdeamoniacoes:
100tNH10 gNH1tNH
1molNH17gNH
=5,88·10 molNH
Relacionandoamoniacoconmetano:
5,88·10 molNH1molN1molNH
1molHNO1molN
63gHNO1molHNO
=3,70·10 gHNO
Comosequierepreparardeunadisoluciónderiqueza50%:
3,70·10 gHNO100gHNO 50%
50gHNO1tHNO 50%10 gHNO 50%
=740t 50%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 472
8.97. Los apicultores utilizan la reacción de descomposición térmica del NH4NO3 paragenerarelgas ,depropiedadesanestesiantes,paradormiralasabejas.Enlareacciónseproducetambién .a)Escribelareacciónycalculalacantidaddemonóxidodedinitrógenoqueseformacuandosedescomponen8gde .b)¿Serásuficienteestacantidaddegasparadormirlas30.000abejasdeunenjambresisesabe que cada abeja necesita 1 μL de gas en condiciones normales para quedardormida?
(Baleares2011)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealadescomposicióndelNH NO es:
NH NO (s)N O(g)+2H O(g)
Elnúmerodemolesdemonóxidodedinitrógenoqueseproducenes:
6gNH NO1molNH NO80gNH NO
1molN O
1molNH NO44gN O1molN O
=4,4g
b)Relacionandoladosisdemonóxidodedinitrógenonecesariaconlacantidadproducida:
30.000abejas1μLN O1abeja
1LN O
10 μLN O1molN O22,4LN O
44gN O1molN O
=0,06g
Comoseobserva,lacantidadde producidaesmayorquelanecesaria,portantosiessuficienteparadormirelenjambre.
8.98. Una industria química comercializa un abono de nitrato de amonio, NH4NO3, quecontieneun33,5%deNymezclasmateriainerte,normalmentecalizaydolomita.Esteabonopor sucontenidoennitrógenoestáespecialmente indicadoparacualquier tipodecultivosque precisen disponer de nitrógeno de absorción inmediata (50% como N nítrico) y denitrógenodeabsorciónmáslenta(50%comoNamoniacal).a)¿Quéporcentajedenitratodeamoniohayenesteabono?b)Losexpertosrecomiendanlautilizaciónde350kgdeabonoporhectáreacuandoésteestádedicadoalcultivodepatatas.Sisedisponedeunaplantaciónde2,5hectáreas,¿cuántoskgdenitrógenoamoniacalsedebenutilizar?c)Elnitratodeamonioseobtieneporreaccióndelamoniacoconelácidonítrico.Escribiryajustarlareaccióndeformación.d)¿Cuántoslitrosdeamoniaco,medidosa50°Cy1atm,sonnecesariosparaobtener850kgdenitratodeamonio?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(Galicia2011)
a)Elporcentajedenitratodeamonioquecontieneelabonoes:
33,5gN100gabono
1molN14gN
1molNH NO
2molN80gNH NO1molNH NO
100=9,6%
b)LacantidaddeNamoniacalparaelterrenoes:
2,5ha350kgabono
2,5ha103gabono1kgabono
9,6gNH NO100gabono
1molNH NO80gNH NO
=1050molNH NO
1050molNH NO1molNH
1molNH NO1molN
1molNH14gN1molN
1kgN
103gN=14,7kgN
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 473
c)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareaccióndeformacióndelNH NO es:
(aq)+ (aq) (aq)
d)RelacionandoNH NO yNH :
850kgNH NO103gNH NO1kgNH NO
1molNH NO80gNH NO
1molNH
1molNH NO=10625molNH
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelgases:
V=10625mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 50+273 K
1atm=2,81·105L
8.99.EnelprocesoDeaconseobtieneclorogasmediantelasiguienteecuación:
4HCl(g)+ (g)2 (g)+2 (g)Sehacereaccionar,a350°Cy1,5atmdepresión,unamezclade60kgdeHCl(g)y10,5kgde(g).Sielrendimientodelprocesoesdel75%,calcula:
a)ElvolumendeHCl(g)quehareaccionado,medidoa25°Cy1atmdepresión.b)Lamasadecloroobtenida.c)Elvolumenqueocuparáelcloroobtenidoa25°Cy800mmHgdepresión.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2011)
a)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
60kgHCl10 gHCl1kgHCl
1molHCl36,5gHCl
=1644molHCl
10,5kgO10 gO1kgO
1molO32gO
=328molO
1644molHCl328molO
=5
comolarelaciónmolaresmayorque4quieredecirquequedaHClsinreaccionarpor loqueel eselreactivolimitantequedeterminalacantidaddeCl queseobtiene.
328molO4molHCl1molO
=1312molHCl
Comoelrendimientodelprocesoesdel75%,lacantidaddeHClquereaccionaes:
1312molHCl(teo)75molHCl(reac)100molHCl(teo)
=984molHCl
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelHClquereaccionaes:
V=984mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=2,40· LHCl
b)RelacionandoO conCl :
328molO2molCl1molO
75molCl (exp)100molCl (teo)
=492molCl
492molCl71gCl1molCl
=3,50· g
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 474
c)Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelCl obtenidoes:
V=492mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
800mmHg760mmHg1atm
=1,14· L
8.100.Enlaindustriametalúrgicaseobtienendiversosmetalesporreduccióndesusóxidosconcarbón.Enelcasodelcinc,separtedelablenda(ZnS)queunavezconvertidaenóxidode cinc, mediante un proceso denominado tostación (etapa 1), se obtiene el metal porreduccióndedichoóxidoconcarbón(etapa2):Etapa1:tostacióndelsulfurodecinca∼800°C(rendimiento=85%)
2ZnS(s)+3 (g)2ZnO(s)+2 (g)Etapa2:reduccióndelóxidodecincconcarbóna∼1400°C(rendimiento=70%)
ZnO(s)+C(g)Zn(g)+CO(g)Cierta empresadeseaobtener2500kgde cincapartirdeunablendade riqueza75%; elrendimientodelaetapa1esdel85%,mientrasqueeldelaetapa2esdel70%.Calcula:a)Lamasadeblendanecesaria.b)Volumende producidoa25°Cy1atmdepresión.c)Lamasadecarbónnecesariasisuriquezaencarbonoesdel90%.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2011)
a)RelacionandoZnconZnOyteniendoencuentaunredimientodel70%:
xmolZnO70molZnO(real)100molZnO(teo)
1molZn1molZnO
65,4gZn1molZn
1kgZn10 gZn
=2500kgZn
Seobtiene,x=54609molZnO
RelacionandoZnOconZnSyteniendoencuentaunredimientodel85%:
xkgZnS10 gZnS1kgZnS
1molZnS97,4gZnS
85molZnS(real)100molZnS(teo)
1molZnO1molZnS
=54609molZnO
Seobtiene,x=6258kgZnS
Comosedisponedeunablendaderiqueza75%:
6258kgZnS100kgblenda75kgZnS
=8343kgblenda
b)ElnúmerodemolesdeSO queseobtienenes:
54609molZnO2molSO2molZnO
=54609molSO
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelSO queseobtienees:
V=54609mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=1,33· L
c)RelacionandoZnOconC:
54609molZnO1molC1molZnO
12gC1molC
100gcarbón
90gC1kgcarbon10 gcarbon
=728kgcarbón
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 475
8.101.Sepodríadefinirunhuevocomo lacélulademayor tamañoqueexiste.También sepodría identificar como un alimento muy completo y bastante frecuente en nuestragastronomía.Unhuevodegallinaconstadedospartes:laclaraylayema(partenutritiva).Además,sucáscaraestáformadaporcarbonatodecalcioenun94%.Entrelosexperimentos“caseros”quesepuedenrealizarestáelsiguiente:setomaunhuevodegallinaysesumergeenunbotequecontienevinagre.Setapadichofrascoparaevitarqueel olor poco agradable salga al exterior. Tras un breve periodo de tiempo se observa laaparicióndepequeñasburbujasquesedebenalageneracióndeungas(dióxidodecarbono).Elprocesosepodríadescribircomo:
Vinagre+CáscaradehuevoGasPocoapocosevaviendocómolacáscarasehacemásfinahasta“desaparecer”enuntiempoaproximado de dos días, siendo en algunas ocasiones necesario renovar el vinagre. Estoscambiossedebenaqueelácidoacéticodelvinagre,alreaccionarconelcarbonatodecalciovadesapareciendo;siendonecesariomásreactivo(vinagre)paraqueelprocesocontinúe.Ademásdeperder lacáscara, lamembranasemipermeablequeenvuelvea lacélulayestásituada inmediatamentedebajodeella,adquiereconsistenciagomosa.Estopermitequesepuedanllegararealizarpequeñosbotesconelhuevosinqueserompa.Teniendoencuentaquelareacciónquímicaqueseproducees:ácidoacéticoreaccionaconcarbonatodecalcioparadardióxidodecarbono,aguayacetatodecalcio:a)Escribeyajustalareacción.b)Sielhuevodenuestroexperimentopesa90gy sucáscaraaportael15%deestepeso,calcula, teniendo en cuenta la composición de la cáscara, el número demoles de ácidoacéticonecesariosparaquesedisuelvatodalacáscara.c)Calculaelvolumendevinagrequehayqueponerparaladisolucióndelacáscarateniendoencuentaqueelvinagrequeutilizamosvaatenerun8%(enpeso)deácidoacéticoyqueladensidaddelvinagrealatemperaturadelexperimentoes1010kg/ .
(Murcia2012)
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentreCaCO yCH COOHes:
(s)+2 (aq) (g)+ (l)+ (aq)
b)LacantidaddeCaCO contenidaenelhuevoes:
90ghuevo15gcascara100ghuevo
94gCaCO100gcascara
1molCaCO100gCaCO
=0,127molCaCO
ElnúmerodemolesdeCH COOHconsumidoses:
0,127molCaCO 2molCH COOH1molCaCO
=0,254mol
c)RelacionandoCH COOHconvinagre:
0,254molCH COOH60gCH COOH1molCH COOH
100gvinagre8gCH COOH
=190,5gvinagre
Elvolumencorrespondientees:
190,5gvinagre1kgvinagre10 gvinagre
1m vinagre
1010kgvinagre10 Lvinagre1m vinagre
=0,189Lvinagre
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 476
8.102.La reaccióndeamoniaco (g)condióxidodecarbono (g)produceurea [ ](dis)yagua(l).Sienelprocesodeobtenciónsehacenreaccionar450gdeamoniacocon800gdedióxidodecarbono:a)Escribalareacciónajustada.b)¿Cuáldelosdosreactivoseselreactivolimitante?c)Calculelamasadeureaqueseformará.d) ¿Quémasa de reactivo quedará sin reaccionar? ¿Qué volumen ocupará el reactivo enexceso,medidoalapresiónde700mmHgy30°C?
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(CastillayLeón2012)
a)LaecuaciónquímicaajustadacorrespondientealareacciónentreCO yNH es:
(g)+2 (g) (s)+ (l)
b)Elnúmerodemolesdecadareactivoes:
450gNH1molNH17gNH
=26,4molNH
800gCO1molCO44gCO
=18,2molCO
26,4molNH18,2molCO
=1,5
comolarelaciónmolaresmenorque2quieredecirquequedaCO sinreaccionarporloque el es el reactivo limitante que determina la cantidad de NH CO que seobtiene.
c)RelacionandoNH con NH CO:
26,4molNH1mol NH CO
2molNH60g NH CO1mol NH CO
=792g
492molCl71gCl1molCl
=3,50· g
c)RelacionandoNH conCO :
26,4molNH1molCO2molNH
=13,2molCO (reaccionado)
18,2molCO (inicial)–13,2molCO (reaccionado)=5,0molCO (exceso)
5,0molCO44gCO1molCO
=220g (exceso)
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelCO sobrantees:
V=5,0mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 30+273 K
700mmHg760mmHg1atm
=135L
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 477
8.103.Elsulfatopotásicoesunfertilizantequeseutilizaensuelossalinos.Paracalcular lariqueza en de una muestra de sulfato potásico, se pesan 10,0 g de fertilizante, sedisuelvenenaguayladisoluciónresultanteseenrasaposteriormenteenunmatrazaforadode500mL.Conunapipetadedobleenrasesetoman50,00mLdeestadisoluciónyseañadeunexcesodeácidoperclórico.Despuésde filtrary secarelprecipitado seobtienen1,4321g·depercloratopotásico.a)Escribiryajustarlareacciónquetienelugar.b)Calcularlariquezaen delfertilizante.c)Elcloruropotásicoesotro fertilizantepotásico,másbaratoqueelsulfatopotásicoperoinadecuadoensuelossalinos.Avecessemezcladeformafraudulentaconelsulfatopotásico.ElfraudesepuededetectarfácilmenteutilizandoelmétododeMohr.Así,paracomprobarsisehaañadidocloruropotásicocomo impurezaal fertilizanteyenquecantidad,50mLdelextractoanteriorsevaloranconnitratodeplatadeconcentración0,10mol· ,gastando7,1mLparaprecipitarlosclorurospresentesenladisolución.c)Escribiryajustarlareacciónquetienelugar.d)CalcularelporcentajedeimpurezasdeKCl.
(Galicia2012)
a) La ecuación química correspondiente a la reacción entre sultato potásico (K SO ) yácidoperclórico(HClO )es:
(s)+2 (aq) (aq)+2 (s)
b)RelacionandoHClO conK SO :
500mLdisolucion1,4321gKClO50mLdisolucion
1molKClO138,6gKClO
1molK SO2molKClO
=5,17·10 molK SO
LariquezaenK Odelfertilizantees:
5,17·10 molK SO10,0gfertilizante
1molK O1molK SO
94,2gK O1molK O
100=48,7%
c)Laecuaciónquímicacorrespondientealareacciónentrecloruropotásico(KCl)ynitratodeplata(AgNO )es:
KCl(s)+ (aq)AgCl(s)+ (aq)
d)RelacionandoAgNO conKCl:
7,10mLAgNO 0,10M0,10mmolAgNO1mLAgNO 0,10M
1mmolKCl
1mmolAgNO=0,71mmolKCl
500mLdisolucion0,71mmolKCl50mLdisolucion
1molKCl
10 mmolKCl=7,1·10 molKCl
ElporcentajedeKClenelfertilizantees:
7,1·10 molKCl10,0gfertilizante
74,6gKCl1molKCl
100=5,3%
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 478
8.104. En la industria electroquímica de obtención de cloro, se usa comomateria primasalmuera (disolución concentrada de cloruro de sodio en agua). Desde el punto de vistaestequiométrico,lareacciónquerepresentaelprocesoeslasiguiente:
2NaCl(aq)+2 (l)2NaOH(aq)+ (g)+ (g)45kgdeNaCldepureza83%(enpeso)sedisuelvenenlacantidadadecuadadeaguaparaobtenerlasalmueraquedebemostratar.Comoresultadodelprocesoseobtienen35,73litrosdedisolucióndeNaOH(aq)cuyariquezaesdel36%enpesoydensidad1,39kg/L.Determina:a)LacantidaddeNaOHobtenida(enkg)b)Elvolumen(enL)decloroobtenido,medidoa25°Cy1atmósferadepresión.c)Elrendimientodelproceso.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2012)
a)LamasadeNaOHobtenidaes:
35,73LNaOH36%1,39kgNaOH36%1LNaOH36%
36kgNaOH
100kgNaOH36%=17,9kgNaOH
b)RelacionandoNaOHconCl :
17,9kgNaOH10 gNaOH1kgNaOH
1molNaOH40gNaOH
1molCl2molNaOH
=22,3molCl
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelCl es:
V=22,3mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 25+273 K
1atm=5,46·10 L
c)ParacalcularelrendimientodelprocesoesnecesariacalcularpreviamentelacantidaddeNaOHquesedeberíahaberobtenidoapartirdelasalmuera:
45kgNaCl83%83kgNaCl
100kgNaCl83%10 gNaCl1kgNaCl
1molNaCl58,5gNaCl
=638,5molNaCl
638,5molNaCl2molNaOH2molNaCl
40gNaOH1molNaOH
1kgNaOH10 gNaOH
=25,5kgNaOH
Elrendimientodelprocesoes:
η=17,9kgNaOH(exp)25,5kgNaOH(teo)
=70%
8.105. Cierta central térmica utiliza carbón (lignito) como combustible y transforma suenergíaquímicaenenergíaeléctrica.Siunadesuscalderasconsumeenunahora1000kgdelignito,elcualtieneunariquezaencarbonodel80%.a)Calculaloslitrosdeairemedidosa800mmHgdepresióny100°Cquesonnecesariosparaquemaresacantidaddecarbón.Nota:elairecontieneun21%envolumendeoxígeno.b) El lignito utilizado contiene el 7% de azufre, cuya combustión produce otro gasmuycontaminante,dióxidodeazufre(responsabledelalluviaácida).Calculalacantidadenkgdedióxidodeazufrequeseproduceenlacombustióndelos1000kgdelignito,sielrendimientodelaconversióndeazufrea esdel70%.
(Dato.ConstanteR=0,082atm·L· · )(PreselecciónValencia2012)
CuestionesyProblemasdelasOlimpiadasdeQuímica.Volumen1.(S.Menargues&F.Latre) 479
a)LaecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelCes:
C(s)+O (g)CO (g)
RelacionandocarbónyO :
1000kglignito10 glignito1kglignito
80gC
100glignito1molC12gC
1molO1molC
=6,67·10 molO
RelacionandoO yaire:
6,67·10 molO 100Laire21LO
=3,17·10 molaire
Considerandocomportamientoideal,elvolumenocupadoporelairees:
V=3,17·10 mol 0,082atm·L·mol 1·K 1 100+273 K
800mmHg760mmHg1atm
=9,22·10 L
b)LaecuaciónquímicacorrespondientealacombustióndelSes:
S(s)+O (g)SO (g)
RelacionandocarbónySO :
1000kglignito10 glignito1kglignito
7gS
100glignito1molS32gS
1molSO1molS
=2,19·10 molSO
Teniendoencuentaelrendimiento:
2,19·10 molSO64gSO1molSO
70gSO (experimental)100gSO (teorico)
1kgSO10 gSO
= kg