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FSICA Y QUMICA 1 BACHILLERATO.EXAMEN DEL TEMA 4. SOLUCIN 20 - 2 - 08

1. Formule o nombre, segn corresponda, los siguientes compuestos:

o-dietilbenceno butanoamida CH3CH2CH2CONH2Nitrato de estroncio Sr (NO3)2

H Cl O2 cido cloroso Hg F2 Difluoruro de mercurio CH3CH2CO CH2CH3Dioxoclorato(III) de hidrgeno Fluoruro de mercurio(II) 3-pentanona

Fluoruro mercrico

2. a) Defina el concepto de energa de activacin y explique qu papel juegan los catalizadores y losinhibidores en el desarrollo de la reaccin.

b) Calcule el pH de una disolucin 0,0001 M de NaOH en agua.

a) Energa de activacin:Energa que es necesario suministrar a los reactivos de una reaccin para que se rompan los enlacesentre los tomos de las molculas de los reactivos, formndose el complejo activado, y permitiendo que se formen losproductos. Por ejemplo, la chispa que inicia la combustin del gas butano de un mechero.

Para romper los enlaces en las molculas de los reactivos es necesario un aporte de energa (el complejo activadointermedio tiene mayor energa que los reactivos). Luego, los nuevos enlaces formados desprendern energa (energa deenlace). Si esa energa desprendida es mayor que la de activacin, la reaccin ser exotrmica. Si, por el contrario, sedesprende menos de la que se ha absorbido, los productos tendrn mayor energa que los reactivos (reaccinendotrmica,).

Existen sustancias, llamadas catalizadores, que en contacto con los reactivos, hacen que disminuya la energa deactivacin necesaria, haciendo que la reaccin pueda darse con mayor rapidez. Las sustancias reaccionan, pero elcatalizador no, no se gasta (no aparece en la reaccin como reactivo ni como producto), slo mejora las condiciones paraque la reaccin se produzca. Los catalizadores son especficos de una reaccin concreta.

Los inhibidores son sustancias que interfieren en el proceso de una reaccin, bloquendola e impidiendo que seformen los productos.

b) El pH indica el carcter cido o bsico de una disolucin. Se calcula mediante la expresin )H(ClogpH += Al disolver hidrxido de sodio en agua, se disocia Na OH (ac) Na++ OH-Vemos que se trata de una sustancia bsica, que libera iones OH-en la dislucin.Como se disocia completamente, si la concentracin es 0,0001 M, tambin la concentracin de OH-ser de 0,0001 M.En el agua, la proporcin entre protones e iones hidrxido viene dada por el producto inico del agua

1410)()( + = OHCHC De este modo. C (OH-) = 0,0001 M = 10-4M

MHC 104

14

1010

10)(

+

== y el pH 1010log)H(ClogpH 10 === +

Se trata de un pH > 7, como corresponde a una base.

(Nota: Tambin puede hacerse calculando el pOH y luego despejando de pH + pOH = 14)

3. En la reaccin entre el cido ntrico y el cinc se produce nitrato de cinc y se desprende gas hidrgeno. Si seconsumen 100 g de cinc:a) Calcule qu volumen de hidrgeno se desprende, medido en c.n.b) Calcule qu volumen de disolucin de cido ntrico al 60% en peso y de densidad 1,4 g/cm3 sonnecesarios para completar la reaccin.

La reaccin ajustada entre el cido ntrico y el cinc es 2 HNO3 + Zn Zn (NO3)2 + H2

a) Sabemos que reaccionan completamente 100 g de cinc.Mm(Zn)=65,4 1 mol Zn = 65,4 g ZnProporcin en la reaccin: por cada 1 mol de Zn que reacciona se produce 1 mol de H21 mol de gas en condiciones normales ocupa 22,4 L.

producidosHLHmol

ncL

Znmol

Hmol

Zng

ZnmolZng 2

2

2 25,341

..4,22

1

1

4,65

1100 =

- CH2CH3

- CH2CH3

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b) Mm(HNO3)=63 1 mol HNO3= 63 g HNO3

Proporcin en la reaccin: por cada 1 mol de Zn reacciona 2 moles de HNO360% en peso: 60 g HNO3por cada 100 g de disolucin.Densidad: 1,4 g disolucin por cada 1 mL de disolucin.

necesariosdisolmLdisolg

disolmL

HNOg

disolg

HNOmol

HNOg

Znmol

HNOmol

Zng

ZnmolZng 36,229

4,1

1

60

100

1

63

1

2

4,65

1100

33

33=

4. Quemamos 195 g de benceno (C6H6) lquido en un recipiente cerrado que contiene 300 L de gas oxgeno a900 mmHg y 30C. En la reaccin se produce dixido de carbono y vapor de agua.a) Calcule qu cantidad (en gramos) de los reactivos queda sin reaccionar, suponiendo un rendimiento del100%.b) Calcule la masa de CO2que se obtiene, suponiendo un rendimiento del 70%.

La reaccin ajustada de combustin del benceno es C6 H6+ 15/2 O2 6 CO2 + 3 H2 O

a) Nos dan datos sobre dos de los reactivos. Debemos conocer cul de ellos es el que se consume completamente(reactivo limitante), para a continuacin calcular qu cantidad sobra del otro reactivo. Para ello, pasamos ambos datosa moles, y, segn la proporcin que nos indica la reaccin qumica, vemos cul se consume completamente.

66

66

6666 5,2

78

1195 HCmoles

HCg

HCmolHCg =

Para calcular los moles de oxgeno, aplicamos la ecuacin de los gases ideales TRnVP = P = 900 mmHg = 1,184 atmT = 30 C = 303 K.R = 0,082 atmL/ Kmol

Vemos que el nmero de moles de benceno es menor, pero en la reaccin son necesarios 7,5 moles de oxgeno porcada mol de benceno. Para que reaccionaran los 2,5 moles de benceno seran necesarios

2

66

266 Omoles75,18

HCmol1

Omol5,7HCmol5,2 = . Como no tenemos esa cantidad de oxgeno, llegamos a la

conclusin de que no pueden consumirse completamente los 195 g de benceno. El oxgeno se consume antes y es,por tanto, el reactivo limitante.Sabiendo que se consumen 14,3 moles de oxgeno, debemos calcular cunto reacciona realmente de benceno.

reaccionanbencenogHCmol

HCg

Omol

HCmolOmol 72,148

1

78

5,7

13,14

66

66

2

662 =

por lo tanto, quedan sin reaccionar 195 g 148,72 g = 46,28 g de benceno sin reaccionar.

b) Sabiendo que reaccionan completamente 14,3 moles de oxgeno, calculamos a partir de este dato la cantidad de CO2obtenida, teniendo en cuenta que en realidad slo se producirn 70 g reales de cada 100 g tericos, dado el

rendimiento de la reaccin.Proporcin en la reaccin: por cada 7,5 moles de O2que reaccionan se producen 6 moles de CO2Mn (CO2) = 44, 1 mol CO2= 44 g CO2

obtenidosCOgteriCOg

realesCOg

COmol

COg

Omol

COmolOmol 2

2

2

2

2

2

22 35,352

cos100

70

1

44

5,7

63,14 =

(Masas atmicas: C: 12, H: 1, O: 16, Zn: 65,4 , N: 14 )

23,14 OmolesTR

VPn =

=