QUÍMICA GENERAL - UTN-FRA – EXAMEN FINAL

Apellido y Nombre:

13-12-2011

Firma del alumno:

NOTA

Puntaje: Problemas 1 a 4: 2 puntos; Preguntas 5 a 18: 1 punto

Redondear la opción correcta en la grilla

Para aprobar el examen al menos hay que reunir 4 puntos en los Problemas y 7 puntos

en las Preguntas

1) Dada la reacción no balanceada Mg (s) + HCl (ac) � MgCl2 (ac) + H2 (g) Si a partir de un rendimiento de la reacción del 90 % se obtienen 750 g de MgCl2, calcular:

a) Masa necesaria a emplear de una mezcla que contiene 85% de Mg. b) Los gramos y moles de HCl necesarios. c) Cuantas moléculas de H2 se han de producir simultáneamente.

a) Igualamos la ecuación y colocamos la información que nos brinda: Mg (s) + 2 HCl (ac) = Mg Cl2 (ac) + H2 (g)

1 mol 2 mol 1 mol 1 mol 24,3 g 73 g 95,3 g 2 g Número de moles de MgCl2 (nMgCl2) = 750g / 95,3g /mol = 7,87 mol En la reacción se observa que por cada mol de MgCl2 se necesita 1 mol de Mg, por lo tanto, considerando el rendimiento del 90 % de la reacción: nMg = 7,87 mol / 0.9 = 8,74 mol -� Masa de magnesio puro (mMg) = 7,87 mol x 24,3 g/mol = 212,38 g Pero como lo que se utiliza no es Mg puro sino una mezcla con 85% de Mg, entonces:

Masa de la mezcla de Mg al 85% = 212,38 g / 0,85 = 249,9 g b) De acuerdo a la estequiometría de la reacción: nHCl = 2 nMg, por lo tanto:

nHCl = 7,87 mol x 2 = 15,74 mol � mHCl = 15,74 mol x 36,5 g/mol = 574,51 g c) nH2 = nMgCl2 = 7,87 mol

Número de moléculas de H2 = 7,87 mol x 6,02 x 1023 moléculas/mol = 4,738 x 1024moléculas 2) En una electrólisis se obtienen 3,08 g de un metal X, haciendo pasar una corriente de 1,3 A durante 2 h a través de una solución acuosa de una sal del metal, XCl2. Determinar: a) La masa atómica relativa del metal b) Volumen de Cl2 (g) si se lo mide a 40 0C y 800 mmHg Como todo problema de electrólisis ionizamos la sustancia:

XCl2 � X2+ + 2 Cl-

Entonces en el cátodo (reducción): X2+ + 2e- = X En el ánodo (oxidación: 2 Cl- = Cl2 + 2e-

La cantidad de electricidad empleada: q = 1,3 A x 2 x 3600 s = 9360C a) Por cada mol de X reducido son necesarios 2 x 96500 C � 193000C, entonces: 9360 C ----------- 3,08 g de X 193000 C---------63,5 g de X = 1 mol de X MrX = 63,5 b) Por cada mol de Cl2 oxidado se necesitan 2 mol e- ó 2 x 96500 C = 193000 C, entonces:

CORRECCION 1

(2 Puntos)

2 (2 Puntos)

3 (2 Puntos)

4 (2Puntos)

5-18 (14 Puntos)

Suma

193000 C -------------1 mol Cl2

9360 C ----------------0,0485 mol VCl2 = 0,0485 mol x 0,082 L.atm/mol K x 313 K

(880 mmHg/760 mmHg/atm)

VCl2 = 1,183 L 3)Complete el siguiente cuadro:

4) Calcule la variación de entalpía para la reacción:

P4O6 (s) + 2 O2 (g) � P4O10 (s)

A partir de las entalpías de las siguientes reacciones: P4 (s) + 3 O2 (g) � P4O6 (s) ∆H = - 1640,1 kJ P4 (s) + 5 O2 (g) � P4O10 (s) ∆H = - 2940,1 kJ

Si aplicamos la Ley de Hess, debemos invertir la primera de las ecuaciones y sumar:

P4O6 (s) = P4 (s) + 3 O2 (g) ∆H = 1640,1 kJ P4 (s) + 5 O2 (g) = P4O10 (s) ∆H = - 2940,1 kJ

_____________________________________________________________________

P4O6 (s) + P4 (s) + (2) 5 O2 (g) = P4 (s) + 3 O2 (g) + P4O10 (s) ∆H = -1300 kJ

P4O6 (s) + 2 O2 (g) � P4O10 (s) ∆H = - 1300 kJ

pH pOH [H+] [OH-] ¿Solución ácida ó básica?

11,25 2.75 5,6234x10 -12 M 1,7783x10-3 M Básica

7,98 6,02 1,0471x10 -8 M 9,5499x10 -7 M Básica

3,36 10.64 4,4 x10-4 M 2,2727x10 -11M Ácida

11,93 2,07 1,1749x10 -12 M 8,5 x 10-3M Básica

Pregunta

Pregunta

1 1 A B C D 8 A B C D

1

1 2 A B C D E 9 A B C D E

1

1 3 A B C D E 10 A B C D

1

1 4 A B C D E 11 A B C D

1

1 5 A B C C E 12 A B C D E

1

1 6 A B C D 13 A B C D E

1

1 7 A B C D 14 A B C D E

1

Instrucciones: Redondee la opción que considere correcta. 1) Después de nadar en el mar durante varias horas, los nadadores advierten que sus dedos se ven muy arrugados o apergaminados. Esto es un indicio de que el agua de mar tiene __________ que el fluido de las células de la piel.

A. Menor presión osmótica (Hipotónico) B. Igual presión osmótica (Isotónico) C. Mayor presión osmótica (Hipertónico) D. Nada de esto

2) ¿Cuál de los enunciados siguientes no es verdadero respecto a la entalpía?

A. es una propiedad intensiva cuyas unidades siempre son de energía por mol B. su magnitud es en gran medida diferente de la energía interna de un proceso C. es una función de estado D. se mide en condiciones de volumen constante E. el cambio de entalpía de una reacción es el inverso del cambio de entalpía de la reacción inversa

3) Se introducen masas iguales de N2 y O2 en dos recipientes separados de igual volumen y a la misma temperatura. Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta:

A. Ambos recipientes contienen el mismo número de moléculas. B. La presión en el recipiente del N2 es mayor a la O2. C. En el recipiente del oxígeno se encuentran un número mayor de moléculas. D. Las moléculas del recipiente de oxígeno se mueven más rápido, en promedio, que las del recipiente de nitrógeno. E. El nitrógeno tiene mayor energía cinética promedio.

4) Utilizando la ubicación en la Tabla periódica de la derecha, prediga: ¿Cuál de los siguientes elementos tiene más facilidad para perder electrones?

A. Ba B. F C. Al D. Ar E. O

5) Utilizando la ubicación en la Tabla periódica de la derecha, prediga: ¿Cuál de los elementos siguientes tendrá el 1er potencial de ionización menor?

A. Al B. N C. P D. Na E. K

6) El Cl tiene electronegatividad 3,0 y el K 0,8. Cuáles de las siguientes afirmaciones no es verdadera.

A. La unión química entre ambos elementos ha de ser iónica. B. Las soluciones acuosas de la sal que se forma mediante la unión conducen la corriente eléctrica. C. El potasio tiene más facilidad para perder los electrones que el Cl. D. La sal formada no conduce la electricidad cuando se encuentra fundida.

T

1 2 H He 3 4 5 6 7 8 9 10 Li Be B C N O F Ne 11 12 13 14 15 16 17 18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg

7) En la reacción 2CO(g) +O2 (g) � 2 CO2 (g) ∆H > 0, cuál de las siguientes acciones no favorece la formación de CO2 (g) : Se aumenta la temperatura

A. Se agrega CO B. Se aumenta el volumen C. Se aumenta la presión D. Se elimina CO2

8) Para la reacción 2NO(g) + O2(g) � 2NO2 (g) ∆H = - 113,6 kJ, cuál de las siguientes afirmaciones es cierta: A. Al elevar la temperatura de 400 a 800 0C, aumenta la concentración de NO2 B. Kc = Kp C. La formación de NO2 se incrementa por el agregado de un catalizador. D. Al aumentar la presión se forma más NO2.

9) A partir de los datos de la siguiente tabla: Si se preparan soluciones de igual pH de todos los ácidos indicados. Ordene de menor a mayor las concentraciones de dichas soluciones.

A. [HF] < [HIO3] < [HCl] < [H2SO4] B. [H2SO4] < [HCl] < [HIO3] < [HF] C. [HCl] < [H2SO4] < [HF] < [HIO3] D. [HIO3] < [H2SO4] < [HCl] < [HF] E. [HIO3] < [H2SO4] < [HF] < [HCl]

10) Diga si las soluciones acuosas de las sales siguientes son ácidas, básicas o neutras. Identifique la respuesta incorrecta. . Datos: Ka: HNO3 muy grande; HNO2 = 5,4x10-4; HClO = 3,0x10-8; HCN = 4,9x10-10. Kb: NaOH muy grande; KOH muy grande

A. KNO3—neutra B. NaNO2—básica C. KClO—ácida D. NaCN—básica

11) Qué sustancia es el agente oxidante en la reacción: Pb + PbO2 + 2H2SO4 --> 2PbSO4 + 2H2O

A. PbO2 B. H2SO4 C. Pb D. PbSO4

12) En un vaso de precipitados se pone una solución de Cu(NO3)2 1M es con una tira de Cu metálico. En un segundo vaso se coloca una solución de SnSO4 1 M con una tira de Sn metálico. Los dos vasos están conectados por un puente salino, y los dos electrodos metálicos están unidos a un voltímetro por medio de alambres. ¿Cuál es Ecelda o fem que la celda genera en condiciones estándar y cuál de los electrodos es el ánodo? Utilice los datos de la tabla de la derecha.

A. 0,0 no hay reacción B. -0.21 V, el Cu es el ánodo C. -0.47 V, el Cu es el ánodo D. 0.21 V, el Sn es el ánodo E. 0.47 V, el Sn es el ánodo

13) Con base en los datos de la tabla, ¿cuál de las especies siguientes es el agente oxidante más fuerte y cuál el más débil? Ca, Br2, I2, Cu+?

A. más fuerte � Br2; más débil � Ca B. más fuerte � Br2; más débil �Cu+ C. más fuerte �Ca; más débil � Br2 D. más fuerte � I2

; más débil �Ca E. más fuerte �Ca; más débil �Cu+

14) La densidad de una solución de HClO4 al 20.0% en peso es de 1.138 g/mL. ¿Cuál será la molaridad de la solución de HClO4?

A. 1,75 B. 2,26 C. 1,99 D. 3,45 E. 0,442

Ácido Ka Clorhídrico (HCl) Muy grande Sulfúrico (H2SO4) Muy grande Flurhídrico (HF) 6,8 x 10-4

Yódico (HIO3) 1,7 x 10-1

Potenciales estándar de reducción (E0red) a 298 K Volt

F2(g) + 2e− → 2F−(aq) +2.87

Cl2(g) + 2e− → 2Cl−(aq) +1.36

Br2(aq) + 2e− → 2Br−(aq) +1.09

I2(s) + 2e− → 2I−(aq) +0.54

Cu+(aq) + e− → Cu(s) +0.52

Cu2+(aq) + 2e− Cu(s)→ +0.34

Sn4+(aq) + 2e− Sn→ 2+(aq) +0.15

2H+(aq) + 2e− H→ 2(g) 0.00

Sn2+(aq) + 2e− Sn(s)→ −0.13

Pb2+(aq) + 2e− Pb(s)→ −0.13

Ni2+(aq) + 2e− Ni(s)→ −0.25

Fe2+(aq) + 2e− Fe(s)→ −0.44

Zn2+(aq) + 2e− Zn(s)→ −0.76

Al3+(aq) + 3e− Al→ (s) −1.66

Mg2+(aq) + 2e− Mg(s)→ −2.38

Ca2+(aq) + 2e− Ca(s)→ −2.76

Li+(aq) + e− Li(s)→ −3.05