Química

Signo de trabajo. Ley de Velocidad. Equilibrio. Disoluciones. Ecuación iónica. Reacción de combustión

  • Enviado por: Lula
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Examen de Química 1º de C. Biológicas 3-sept-2003

Cuestiones (1 punto)

1. Para cada una de las siguientes reacciones llevadas a cabo a T y P constantes, predecir el signo del trabajo y decir si el trabajo se realiza sobre o por el sistema (considerar comportamiento de gas ideal):

  • el nitrato amónico (sólido) se descompone en nitrógeno molecular, agua (gas) y oxígeno molecular.

  • El hidrógeno y el cloro moleculares se combinan para dar cloruro de hidrógeno

  • El dióxido de azufre (gas) reacciona con oxígeno molecular para dar trióxido de azufre (gas).

  • Deducir la ley de velocidad para la descomposición de la nitramida de acuerdo con la reacción:

  • NO2NH2 NO2 + H2O

    en el supuesto de que el mecanismo sea:

    NO2NH2 NO2NH- + H+ (rápida)

    NO2NH- NO2 + OH- (lenta)

    H+ + OH- H2O (rápida)

    2b.Para la reacción de equilibrio (sin ajustar): Fe (s) + 4H2O (g) Fe3O4 (s) + 4H2 (g) H0 = -150 kJ

    Explicar el efecto que tendría cada una de las siguientes variaciones sobre el estado de equilibrio de esta reacción:

  • elevar la T

  • aumentar la presión

  • introducir agua (g) en el recipiente

  • añadir un catalizador

  • añadir hierro (s)

  • 3. ¿Precipitará fluoruro de magnesio si se añaden 19,06 mg de cloruro de magnesio a 200 mL de una disolución de fluoruro de potasio 5,00·10-3 M? DATOS: Ks (fluoruro de magnesio) = 3,7·10-8. Pesos atómicos: Cl = 35,5; Mg = 24,3.

  • El par H2PO4-/ HPO42- es uno de los principales responsables del mantenimiento del pH de la sangre. Escribir las reacciones que tendrán lugar cuando éste par tenga que amortiguar un ácido y una base, indicando en cada caso cómo variará la relación [HPO42-]/[H2PO4-] y el pH.

  • 4b. Considerar disoluciones, todas de igual concentración, de las siguientes sustancias:

  • acetato de potasio

  • ácido acético

  • amoniaco

  • cloruro de calcio

  • nitrato de amonio

  • nitrito de sodio

  • fenolato de potasio

  • perclorato de metilamonio

  • Ordenarlas en función de su carácter ácido-base, según valores crecientes de pH

    Datos: pKa (ácido acético) = 4,74; pkb (amoniaco) = 4,74; pKa (ácido nitroso) =3,14 ; pKb (metilamina) = 3,38; pKa (fenol) = 10.

    5. Los iones permanganato oxidan al hierro (II) a hierro (III) en disolución de ácido sulfúrico. Los iones permanganato se reducen a iones Mn(II).

  • Escribir la ecuación iónica neta ajustada para esa reacción.

  • Usando permanganato de potasio, sulfato de hierro (II) y ácido sulfúrico como reactivos, escribir la ecuación ajustada.

  • 5b. Dados varios pares: ¿cuál será el reductor y cuál el oxidante? Etc.

    Problemas (2 puntos)

    1. Con los siguientes datos, calcular H0, S0 y G0 para la reacción de combustión del acetileno, quedando el agua en estado líquido. ¿Será espontánea la reacción a 25ºC?

    H0f = kJ/mol

    S0 (J/K·mol)

    C2H2 (g)

    229,4

    203,2

    CO2 (g)

    -393,5

    213,6

    O2 (g)

    205,0

    H2O (l)

    -285,0

    69,91

    1. Dados los siguientes datos, determinar la expresión de la ley de velocidad para la reacción:

    2ª + B2 + C A2B + BC

    Experimento

    [A]inicial

    [B2]inicial

    [C]inicial

    Vinicial de formación de BC

    1

    0,20M

    0,20M

    0,20M

    2,4·10-6 M·min-1

    0,40M

    0,30M

    0,20M

    9,6·10-6 M·min-1

    0,20M

    0,30M

    0,20M

    2,4·10-6 M·min-1

    0,20M

    0,40M

    0,60M

    7,2·10-6 M·min-1

    1b. El ácido acetilacético se descompone en disolución ácida, obteniéndose acetona y dióxido de carbono: CH3COCH2COOH (ac) CH3COCH3 (ac) + CO2 (g). Esta descomposición de primer orden tiene una vida media de 144 minutos. A) ¿cuánto tiempo será necesario para que se descomponga el 65% de una muestra de acetilacético? B) ¿Cuántos litros de dióxido de carbono medidos en condiciones normales se producen cuando una muestra de 10g de ácido se descomponen durante 575 minutos?

    3b. ¿Cuál sería la concentración de oxalato de calcio en una disolución saturada a 95ºC? Ks (oxalato de calcio) a 95ºC = 1,21·10-8.

    Si medio litro de la disolución anterior se enfría hasta 15ºC ¿cuántos miligramos de oxalato de calcio precipitarán? Ks (oxalato de calcio) a 15ºC = 2,5·10-9.

    4b. Un litro de una disolución reguladora se prepara mezclando exactamente 500 mL de disolución de ácido acético 1,25M y 500 mL de disolución de acetato de calcio 0,5 M. ¿Cuál es la concentración de cada una de las siguientes sustancias en la disolución reguladora?

  • ácido acético

  • ión acetato

  • ión calcio (II)

  • pH

  • Datos: Ka=1,80·10-5.

    2. La constante de equilibrio para la reacción: H2 (g) + CO2 (g) H2O (g) + CO (g) es Kc = 1,6 a 986ºC. Un recipiente de 1 litro contiene inicialmente una mezcla de 0,20 moles de H2, 0,30 moles de CO2, 0,40 moles de agua y 0,40 moles de CO a 986ºC.

  • Justifica por qué esta mezcla no está en equilibrio

  • Si los gases reaccionan hasta alcanzar el estado de equilibrio a 986ºC, calcula las concentraciones finales de todos los gases (el recipiente no varía de volumen)

  • Calcula la presión final de la mezcla gaseosa así como el valor de Kp.

  • 2'. Si en un matraz de 750 mL a 25º C se encuentra una mezcla en equilibrio de 0,971 moles de N2O4 (g) y 0,058 mL de NO2 (g), ¿cuál será la composición de la mezcla gaseosa cuando se restablezca en equilibrio al aumentar el volumen del recipiente hasta los 3 L? Datos: Kc(25ºC) = 4,61·10-3 para la reacción: N2O4 (g) 2NO2 (g)

    3.Una disolución de ácido benzoico (Ka = 6,30·10-5) tiene un pH de 2,85.

  • ¿Cuántos gramos de ácido se habían disuelto para preparar 250 mL de dicha disolución?

  • ¿Cuál sería el pH si a esa disolución se le añade benzoato de sodio suficiente para alcanzar una concentración 0,025 M? Considerar que no hay cambio de volumen.

  • 4. Se prepara una disolución reguladora disolviendo 2,00 g de ácido benzoico y 2,00 g de benzoato de sodio en agua hasta un volumen de 750 mL. A) Calcular el pH de dicha disolución. B) ¿Qué componente de la disolución y en qué cantidad se debe añadir (sin variación de volumen) para que el pH cambie a 4.