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Reacciones qumicas Unidad 6

1 Programacin de aula* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Sugerencias didcticas

Presentacin de la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Contenidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Trabajo en el laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Pon a prueba tus competencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Actividades de refuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4 Actividades de ampliacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5 Propuestas de evaluacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

6 Solucionario de la unidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21*(Esta programacin podrs encontrarla tambin en el CD Programacin)

3 ESO

G U A D I D C T I C A UNIDAD 6

Reaccionesqumicas

CO N T E N I D O

2 Unidad 6 Reacciones qumicas

Unidad 6 Reacciones qumicas

Programacin de aula

Los contenidos de esta unidad corresponden al Bloque IV del currculo oficial de la asignatura de Fsica y Qumica, Loscambios qumicos y sus aplicaciones, que se imparte en el tercer curso de Educacin Secundaria Obligatoria.La idea fundamental sobre la que gira esta unidad es que en la naturaleza la materia no permanece inmutable, sinoque est en continuo cambio. Las sustancias pasan de un estado inicial a otro final, modificando en mayor o menor gra-do sus propiedades. En las reacciones qumicas estos cambios son mayores, ya que modifican su naturaleza.Los innumerables procesos de este tipo que existen en la vida cotidiana y que se pueden percibir por los sentidos sernel puente para introducir las leyes principales que rigen las reacciones qumicas. Partiendo de ellas se abordarn aspec-tos relacionados con la masa y la energa de los reactivos y los productos, que harn posible un tratamiento cuantita-tivo, en el cual se optar por la utilizacin de proporciones en lugar de factores de conversin, ms difciles de usarpara el alumnado de este nivel.La visualizacin de dibujos utilizando modelos simplificados del interior de la materia, a pesar de su grado de abstraccin,contribuir a mejorar la comprensin de las reacciones qumicas en este curso y, adems, servir de preparacin parasu profundizacin en cursos posteriores.Esta unidad permite trabajar competencias bsicas tales como aprender a aprender, competencia matemtica, compe-tencia para la interaccin con el mundo fsico y competencia para el tratamiento de la informacin y competencia digital.

Qu ocurre en una reaccin qumica? Identificacin, en procesos sencillos, de transforma-

ciones fsicas y qumicas. Realizacin de experiencias que permitan reconocer

las reacciones ms caractersticas y algunas de suspropiedades.

Cuidado y respeto por el medio natural.La conservacin de la masa en las reacciones qumicas. Valoracin crtica del efecto de los productos qumicos

presentes en el entorno. Valoracin y reconocimiento de la qumica en la ela-

boracin de nuevas sustancias.Las ecuaciones qumicas. Interpretacin y representacin de ecuaciones qumicas.

> Utilizacin de modelos simplificados sobre el interior dela materia.

Informacin que proporciona una ecuacin qumica ajus-tada.Clculos qumicos elementales con masas y volmenes. Realizacin de clculos sencillos con masas y vol-

menes.Aspectos energticos de las reacciones qumicas. Reconocimiento y valoracin de la importancia del tra-

bajo en equipo en la planificacin y realizacin deexperiencias.

Y adems podrs consultar esta programacin didcticay la legislacin vigente en el CD Programacin de Tusrecursos y en http://www.secundaria.profes.net.

CONTENIDOS

OBJETIVOS CRITERIOSDE EVALUACINCOMPETENCIAS

BSICAS

1. Diferenciar los cambios fsicos de loscambios qumicos. Conocer la ley deconservacin de la masa.

1.1. Identificar cambios qumicos utilizando laspropiedades caractersticas de los reactivosy productos o el modelo de partculas.

Aprender a aprender. Tratamiento de la informa-

cin y competencia digital.

1.2. Escribir y ajustar una ecuacin qumica fun-damentndose en la ley de Lavoisier y en lateora de Dalton, formuladas para las reac-ciones qumicas.

2. Representar, ajustar e interpretar lasreacciones qumicas y realizar cl-culos sencillos.

2.1. Deducir la informacin que proporciona unaecuacin qumica ajustada.

Matemtica. Aprender a aprender. Interaccin con el mundo f-

sico.2.1. Resolver problemas y ejercicios relacionadoscon las reacciones qumicas utilizando la in-formacin que se obtiene de las ecuacionesqumicas.

3. Clasificar las reacciones qumicasdesde el punto de vista energtico.

3.1. Reconocer los aspectos energticos de las re-acciones qumicas.

Aprender a aprender. Tratamiento de la informa-

cin y competencia digital. Interaccin con el mundo f-

sico. Matemtica.

3Reacciones qumicas Unidad 6

Programacin de aula

ORIENTACIONES METODOLGICAS

1. Conocimientos previosEn las anteriores unidades se han estudiado conceptos que han de definir correctamente. Por ejemplo, deben saberdiferenciar entre compuestos y elementos o entre tomos y molculas para poder abordar esta unidad.Comprender las leyes ponderales de la qumica es tambin fundamental para comprender cmo se producen los cam-bios qumicos y las mltiples combinaciones que los elementos pueden originar.Adems, han de utilizar el concepto cualitativo de energa para explicar su papel en las transformaciones que tienenlugar en nuestro entorno y reconocer la importancia y repercusiones para la sociedad y el medio ambiente.Es muy importante que sean capaces, utilizando experiencias sencillas, de interpretar cualitativamente algunos hechosque demuestren que en las reacciones qumicas se producen transformaciones de unas sustancias en otras; por ejem-plo, observando la diferencia de propiedades entre reactivos y productos. Tambin deben valorar el manejo del instru-mental cientfico y las habilidades adquiridas en la interpretacin de los datos obtenidos utilizando dichas experiencias.

2. Previsin de dificultadesLa diferenciacin entre cambios fsicos y qumicos ser la primera dificultad con que se enfrenten los alumnos. Expe-riencias sencillas, como la congelacin de un trozo de carne (cambio fsico) o el avinagramiento de un poco de vino (cam-bio qumico), pueden ayudar a diferenciarlos.En general, al alumnado le cuesta mucho comprender la variacin del nmero de molculas (o de moles) que se pro-duce en casi todas las reacciones qumicas. Asimismo, la mecnica de choque, ruptura y formacin de enlaces puedeentraar cierta dificultad. Estos aspectos pueden subsanarse apoyndonos en los modelos de partculas.La representacin de reacciones mediante ecuaciones qumicas ajustadas no suele plantear complicaciones, atendiendoa las leyes de Lavoisier y Dalton. La verdadera dificultad la encuentran en el propio procedimiento de ajuste por tanteoy, sobre todo, en la formulacin de los compuestos. Otra dificultad habitual es la interpretacin de las ecuaciones qu-micas en funcin de los volmenes de los gases que intervienen en las reacciones correspondientes.En ocasiones, les cuesta comprender que un proceso de absorcin de calor (endotrmico) supone una disminucin dela temperatura del entorno. Basta con realizar alguna experiencia de ctedra para comprobarlo.

3. Vinculacin con otras reas Ciencias de la naturaleza: en biologa y geologa vamos a encontrar numerosas combinaciones de elementos y reac-

ciones qumicas importantes para el estudio de estas disciplinas, lo que vincula esta unidad con las Ciencias de lanaturaleza.

Ciencias sociales: la energa absorbida o desprendida en numerosas reacciones y la obtencin y sntesis de nume-rosos compuestos de inters, son la base de importantes procesos industriales.

Lengua castellana y Literatura: empleo del contexto verbal y no verbal y de las reglas de ortografa y puntuacin. Lalectura comprensiva del texto, as como de los enunciados de los problemas y ejercicios.

Matemticas: muchos ejercicios y problemas propuestos precisan la utilizacin de estrategias matemticas en suresolucin. Tambin es preciso traducir expresiones del lenguaje cotidiano al lenguaje algebraico.

Tecnologa: manejo de las tecnologas de la informacin y la comunicacin en diferentes proyectos. Lengua extranjera: bsqueda de informacin en otro idioma.

4. TemporalizacinPara desarrollar la unidad se recomienda la organizacin del trabajo en un mnimo de 12 sesiones:Pginas iniciales (2 sesiones). Lo que vas a aprender. Desarrolla tus competencias. Experimenta.Epgrafes 1 a 6 (6 sesiones). Contenidos. Resolucin de ejercicios propuestos. Resolucin de actividades.Resumen y Trabajo en el laboratorio (2 sesiones). Repasar contenidos. Explicacin y desarrollo de la prctica.Pon a prueba tus competencias (2 sesiones). Interacciona con el mundo fsico. Aprende a pensar. Utiliza las TIC. Lee y com-prende.

5. Sugerencia de actividadesRepresentar ecuaciones qumicas y ajustarlas mediante modelos de partculas, comprobando el cumplimiento de lasleyes bsicas de la qumica.

6. Refuerzo y ampliacinLos distintos estilos de aprendizaje y las diferentes capacidades del alumnado pueden precisar de propuestas para afian-zar y reforzar algunos contenidos. Se sugiere realizar las actividades de refuerzo que aparecen al final de este cua-derno.La necesidad de atender a alumnos que muestren una destreza especial para la consolidacin de los conceptos de launidad hace preciso el planteamiento de actividades de ampliacin que aparecen al final de este cuaderno.


Programacin de aula

CONTRIBUCIN DE LA UNIDAD A LA ADQUISICIN DE COMPETENCIAS BSICAS

Competencia para aprender a aprender.En las secciones Experimenta y Trabajo en el laboratorio se puede trabajar la construccin del conocimiento, pues, apartir del mtodo cientfico, el alumno debe relacionar la informacin e integrarla con los conocimientos previos y conla experiencia. Tambin se desarrolla el pensamiento crtico y analtico y se potencia el pensamiento creativo. El alum-no puede aplicar nuevos conocimientos en situaciones parecidas y admitir diversas respuestas posibles ante un mis-mo problema, buscando diferentes enfoques metodolgicos para solventarlo.Adems, la unidad tambin trabajar el manejo de estrategias para desarrollar las propias capacidades y generar cono-cimiento, a partir del mtodo cientfico aplicado al trabajo en el laboratorio, fomentando la observacin y el registrosistemtico de hechos y relaciones para conseguir un aprendizaje significativo, as como el desarrollo de experienciasde aprendizaje que fomentan las habilidades individuales y el trabajo cooperativo.

Competencia matemtica.En muchas de las actividades se trabaja la resolucin de problemas y la relacin entre el conocimiento matemtico yla realidad. En ellas se utilizan las matemticas para el estudio y comprensin de situaciones cotidianas, se aplicanestrategias de resolucin de problemas adecuadas a cada situacin y se expresa de forma adecuada la solucin de unproblema comprobando su validez.Por otro lado, en las actividades relativas a los aspectos energticos se aplican herramientas matemticas para inter-pretar y producir distintos tipos de informacin (numrica, grfica).

Competencia en el conocimiento y la interaccin con el mundo fsico.En las secciones Experimenta y Trabajo en el laboratorio, se fomenta la adquisicin de esta competencia, mediante laaplicacin del mtodo cientfico. Los alumnos pueden reconocer la naturaleza, fortalezas y lmites de la actividad inves-tigadora, pueden diferenciar y valorar el conocimiento cientfico frente a otras formas de conocimiento, pueden identi-ficar preguntas o problemas relevantes sobre situaciones reales o simuladas, o pueden realizar predicciones, obtenerconclusiones basadas en pruebas y contrastar las soluciones obtenidas.Las secciones Interacciona con el entorno o Lee y comprende (Aguas duras, aguas blandas), as como algunas llamadasen los mrgenes del texto, permiten trabajar el conocimiento y valoracin del desarrollo cientfico-tecnolgico, hacien-do que sean conscientes de las implicaciones ticas de la aplicacin cientfica y tecnolgica en diferentes mbitos y desus limitaciones, adems de que conozcan y valoren la aportacin del desarrollo de la ciencia y la tecnologa a la socie-dad.

Competencia para el tratamiento de la informacin y competencia digital.A lo largo de toda la unidad, los alumnos encontrarn referencias a la pgina web LIBROSVIVOS.NET; y al final, la sec-cin Utiliza las TIC (Qu le pasa a tu bicicleta?), donde podrn hacer uso de las herramientas tecnolgicas. A travs devdeos, actividades interactivas, pginas web, etc. conocern diferentes recursos tecnolgicos y utilizarn los progra-mas informticos ms comunes.

Otras competencias de carcter transversal

Competencia emocional.En ciertos momentos de la unidad, como en la seccin Interacciona con el entorno, se plantean cuestiones que ponen alalumno en contacto con sus propias emociones y con las de los dems, y se hacen propuestas para ayudarle a gestio-nar sus sentimientos de manera constructiva.


Programacin de aula

EDUCACIN EN VALORESLos contenidos de la unidad y el trabajo por competenciaspermiten desarrollar la educacin en valores:

Desde reacciones como la fotosntesis, la respiracin ola putrefaccin, podemos incidir en la educacinmedioambiental y la educacin para la salud.

La obtencin de energa a partir de combustibles y suracionalizacin nos lleva a aspectos de educacinmedioambiental y educacin para el consumo.

En el laboratorio se tratan aspectos de colaboracin y

de seguridad; lo que enlaza con la educacin cvico-moral y la educacin para la salud.

MATERIALES DIDCTICOS

LABORATORIOVasos de precipitados (250 mL); varilla de vidrio; balanza;probetas; vidrios de reloj; embudos y papel de filtro; cp-sula de porcelana y agua destilada.

INTERNEThttp://www.secundaria.profes.net

TRATAMIENTO ESPECFICO DE LAS COMPETENCIAS BSICAS EN LA UNIDADA lo largo de la unidad se trabajan diversas competencias. Sugerimos un itinerario en el que se han seleccionado cua-tro de ellas, con el objeto de llevar a cabo un trabajo metdico y un registro de las mismas.

COMPETENCIA1 nivel de concrecin

SUBCOMPETENCIA2 nivel de concrecin

DESCRIPTOR3er nivel de concrecin

DESEMPEO4 nivel de concrecin

Competenciapara aprender

a aprender

Construccin delconocimiento.

Relacionar la informacin conlos conocimientos y con laexperiencia. Desarrollar elpensamiento crtico, analtico ycreativo.

Mediante el trabajo en el laboratorio, obtiene informacin y larelaciona con los conocimientos adquiridos previamente.Desarrolla el pensamiento crtico y analtico, y muestra creatividad. Experimenta (pgs. 105 y 114). Trabajo en el laboratorio (pg. 117).

Manejo de estrategiaspara desarrollar laspropias capacidadesy generarconocimiento.

Observar, registrar y relacionarhechos para aprender. Desarrollarexperiencias de aprendizaje yadquirir habilidades individualesy de trabajo cooperativo.

Aprende por la observacin y el registro sistemtico de hechos yrelaciones, a partir de las experiencias de laboratorio, y adquierehabilidades individuales de aprendizaje y de trabajo cooperativo. Experimenta (pgs. 105 y 114). Trabajo en el laboratorio (pg. 117).

Competenciamatemtica

Resolucin deproblemas.Relacionar y aplicarel conocimientomatemtico.

Aplicar estrategias de resolucinde problemas adecuadas.Expresar correctamente lasolucin de un problema ycomprobar su validez.

Mediante la correcta resolucin de problemas, aplica las estrategiasconvenientes, expresa adecuadamente las soluciones y compruebasu validez. Actividades: 17, 18, 34 a 37, 42 a 45, 47, 50 a 55, 59 a 61

y 67.

Uso de elementos yherramientasmatemticos.

Utilizar elementos matemticosy aplicar herramientas parainterpretar y producir lainformacin.

Mediante la resolucin de actividades, utiliza nmeros yoperaciones, construye grficas e interpreta resultados. Actividades: 21, 22 y 64 a 66.

Competenciaen el

conocimiento yla interaccincon el mundo

fsico

Aplicacin delmtodo cientfico endiferentes contextos.

Realizar predicciones con losdatos que se poseen, obtenerconclusiones basadas enpruebas y contrastar lassoluciones obtenidas.

Conoce el mtodo cientfico y resuelve correctamente lascuestiones planteadas en lo que se refiere al trabajo en ellaboratorio. Experimenta (pgs. 105 y 114). Trabajo en el laboratorio (pg. 117).

Conocimiento yvaloracin deldesarrollo cientfico-tecnolgico.

Conocer las implicaciones ticasde la aplicacin cientfica ytecnolgica en diferentesmbitos y sus limitaciones.Conocer y valorar la aportacindel desarrollo de la ciencia y latecnologa a la sociedad.

Es consciente de las implicaciones ticas y limitaciones de laaplicacin cientfica y tecnolgica de los procesos qumicos yvalora su aportacin al desarrollo cientfico y social. El airbag (pg. 122). Aguas duras, aguas blandas (pg. 123). El hidrocarburo ms sencillo puede contribuir al

calentamiento global? (pg. 113).

Competenciapara el

tratamiento dela informaciny competencia

digital

Obtencin,transformacin ycomunicacin de lainformacin.

Buscar y seleccionarinformacin, con distintastcnicas segn la fuente osoporte.

Busca en diferentes pginas de internet para complementar lainformacin. LIBROSVIVOS.NET (pgs.: 106, 107, 109, 115 y 121). Utiliza las TIC: Qu le pasa a tu bicicleta? (pg. 123). Actividades: 29, 56 y 121. Interacciona con el entorno (pg. 122).

Uso de lasherramientastecnolgicas.

Identificar y utilizar las TICcomo herramienta deaprendizaje, trabajo y ocio.

Conoce diferentes recursos tecnolgicos y los utilizaadecuadamente. LIBROSVIVOS.NET (pgs.: 106, 107, 109, 115 y 121). Utiliza las TIC: Qu le pasa a tu bicicleta? (pg. 123). Actividades: 29, 56 y 121. Interacciona con el entorno (pg. 122).


Presentacin de la unidad

Los cambios que constantemente se estn dando ennuestro entorno y en la naturaleza en general los clasi-ficamos en fsicos y qumicos. Estos ltimos se denomi-nan reacciones qumicas, que cumplen las leyes ponde-rales, de las cuales ya hemos hablado en unidadesanteriores.

Para representar las reacciones qumicas se suelenutilizar dos formas: mediante las ecuaciones qumicaso mediante dibujos de modelos microscpicos de par-tculas. La primera nos aporta informaciones que vana servir para hacer ciertos clculos sencillos sobremasa y volumen en la resolucin de problemas. Lasegunda tiene su grado de abstraccin, pero, no obs-tante, se puede emplear para visualizar las reaccionesde una manera simple describiendo lo que sucede enel interior de la materia y que permite completar a laprimera.

En esta unidad, adems de los clculos estequiomtri-cos, se van a estudiar reacciones qumicas desde el cri-terio energtico, profundizando en el mismo a travs delos diagramas de energa.

La introduccin y las preguntas que se sugieren en estapgina ayudarn a iniciar un proceso reflexivo, traba-jando la comprensin lectora y avanzando poco a poco alo largo de toda la unidad para finalizar, a modo de sn-tesis, en Pon a prueba tus competencias.

Para despertar el inters de los alumnos se deberaefectuar la lectura propuesta y trabajar sobre las cues-tiones planteadas, propiciando un clima de reflexin ydiscusin constructiva que lleve a su resolucin. A par-tir de la lectura y con ayuda de la imagen central pode-mos hacer que los alumnos comprendan que la masa seconserva en cualquier transformacin de la materia.

Para demostrar la hiptesis de Lavoisier, nada mejorque realizar la actividad Experimenta. Con ella, los alum-nos comprobarn, de forma sencilla, cmo la masa seconserva en una reaccin qumica. Puede ser intere-sante realizar el experimento, previamente, sin globo,pesando el sistema antes y despus de la reaccin. As,podrn comparar los resultados en un sistema cerradoy uno abierto, de forma que entiendan la necesidad derealizar estos procesos en sistemas cerrados.

1. Qu ocurre en una reaccin qumica?

En este epgrafe se estudiarn las diferencias bsicasentre cambios fsicos y qumicos. Las fotografas del mar-gen pueden ayudarnos a explicar en qu consisten dichoscambios.

Por otra parte, podemos utilizar ejemplos de cambios fsi-cos tales como un vaso de agua que se congela, un trozo demetal que se dilata al calentarlo, el secado de la ropa, etc.Como cambios qumicos podemos hablar de un tomate quese pudre, una lata que se oxida o un papel que se quema.

Los modelos de partculas permiten explicar de forma gr-fica la diferencia entre los cambios fsicos y qumicos. Porejemplo, los procesos que se explican en el ejercicioresuelto que aparece en esta pgina.

Tambin, a travs del enlace LIBROSVIVOS.NET, los alum-nos pueden descubrir las diferencias entre los cambiosfsicos y los cambios qumicos.

La mecnica de choque, ruptura y formacin de enlaces noentraa demasiada dificultad, sobre todo si se apoya en losmodelos de partculas.

Adems, utilizando dichos modelos de partculas, se pue-den entender los aspectos tericos que conlleva toda reac-cin qumica.

Por ltimo, la resolucin de los ejercicios propuestos per-mitir, de una forma prctica, consolidar los conceptosexplicados.

2. La conservacin de la masa en las reacciones qumicas

De nuevo, volvemos a hablar de las leyes ponderales de laqumica. La gran importancia de estas para explicar quocurre en las reacciones qumicas obliga a profundizar enla ley de conservacin de la masa y a introducir, en menormedida, la ley de las proporciones constantes de Dalton.El enlace LIBROSVIVOS.NETmuestra una animacin en laque los alumnos podrn ver cmo se conserva la masa enuna reaccin qumica.Tambin podemos llevar a la prctica algn experimentosencillo como el que ilustra la fotografa de la pgina,demostrando as la ley de Lavoisier.

Otra vez, el modelo de partculas para contar los tomoses fundamental. Su nmero tiene que ser igual en los reac-tivos y en los productos. Hay que advertir que an no se ha introducido el concep-to de ecuacin qumica y, por tanto, es necesario ser rigu-rosos con no escribir ninguna todava.A partir del ejercicio resuelto, se puede explicar algunaaplicacin prctica de la ley de conservacin de la masa.Adems, la resolucin de los ejercicios propuestos permi-tir consolidar estos conceptos.

Sugerencias didcticas


El alumnado, tanto en los libros como en otros medios,habr visto escritas ecuaciones qumicas. Se trata de apro-vechar lo que ya sabe, incluida la formulacin de com-puestos qumicos, para introducir dicho concepto.

Partiendo del modelo de partculas que aparece en el mar-gen, se puede iniciar la explicacin del ajuste de ecuaciones.

Recogiendo los aspectos tericos de Lavoisier y Dalton, serealizar el ajuste siguiendo un orden:

Primero se analizar el nmero de tomos a amboslados de la ecuacin.

En segundo lugar, habremos de introducir los coefi-cientes estequiomtricos delante de las frmulas paraigualar el nmero de tomos.

Por ltimo, es imprescindible hacer una comprobacinpara asegurarse de que el ajuste se ha realizado correc-tamente.

Hay que insistir en que los coeficientes afectan a todos lostomos de la frmula; que los subndices provienen de lasfrmulas y no se utilizan para ajustar y que, si se modifi-can, estaremos hablando de otro compuesto qumico. Tam-poco se pueden agregar otros reactivos para completar elnmero de tomos, ya que estaramos en otra posiblereaccin qumica distinta a la original.

Conviene incluir en las ecuaciones las abreviaturas msfrecuentes que suelen aparecer junto a las frmulas de lassustancias que intervienen, y que indican su estado fsico:slido (s), lquido (l), gas (g) o disolucin acuosa (aq). Tam-poco est de ms aadir los smbolos que indican un pre-cipitado o un gas desprendido.Explicar el ejercicio resuelto, paso a paso, apoyndonos enel modelo de partculas que se presenta, resultar muy tilpara que los alumnos comiencen a ajustar ecuaciones pors mismos. El mejor mtodo para aprender a ajustar ecua-ciones qumicas es hacer tantas como sea posible y asfamiliarizar al alumno con la mecnica presentada en elejercicio.Otro apoyo importante lo encontraremos en el enlaceLIBROSVIVOS.NET, donde se observa una animacin decmo se ajusta una ecuacin qumica. Adems proponeuna actividad para practicar y comprobar si el alumno loha comprendido.Para finalizar, la resolucin de los ejercicios propuestoshar de colofn para que los alumnos practiquen el ajus-te de ecuaciones y consoliden algunos conceptos quesuelen quedar confusos, como la diferencia entre coefi-cientes estequiomtricos y subndices de las frmulasqumicas.

3. Las ecuaciones qumicas

Probablemente estemos ante uno de los epgrafes msimportantes de la qumica que pueda encontrarse unalumno. Debemos cuidar de que sean capaces de hallarlas relaciones entre molculas, moles, masas y volme-nes, tanto de reactivos como de productos. En el siguien-te epgrafe incluiremos la energa de las reacciones qu-micas.

Hay que hacer constar, porque a veces el alumnado lo con-funde, que los coeficientes no representan la proporcinen masa de los reactivos y de los productos. Esta propor-cin viene dada indirectamente a travs de las relaciones

mol-masa de cada sustancia. Y es bueno en una ecuacinqumica aplicar dicha relacin para comprobar que lamasa de los reactivos es igual a la de los productos.Se ejemplifican algunas reacciones entre gases, parainsistir en que los coeficientes representan la proporcinen volumen de los gases que intervienen, si estn en lasmismas condiciones de presin y temperatura, y guardanla misma relacin que las molculas y los moles.Los modelos de partculas siguen siendo de gran ayudapara explicar las relaciones entre molculas que se cum-plen en toda reaccin qumica.

4. Informacin que proporciona una ecuacin qumica ajustada


Notas

Notas



El mtodo aplicado en la resolucin de problemas estfundamentado en que la experiencia nos dice que el mane-jo de proporciones es ms fcil de utilizar por el alumna-do de este nivel que los factores de conversin que se uti-lizan en cursos ms avanzados. No obstante, se deberanir introduciendo poco a poco.La estrategia a seguir es mecanizar una serie de etapas,con lo cual se corre el riesgo de que dicha mecnica laaprendan, pero no su significado. Por ello, habr sido muyimportante el desarrollo del epgrafe anterior, a travs delcual se ha pretendido que entiendan la informacin que dauna ecuacin qumica.El apartado Ten en cuenta del margen, as como el ejercicioresuelto, basado en el modelo de partculas, servir de granayuda para explicar las etapas citadas anteriormente.La estrategia empleada en la pgina anterior para los cl-culos de masas en las reacciones qumicas es extensiblea los clculos con volmenes de gases, siempre que estnen las mismas condiciones de presin y temperatura.

Los ejercicios resueltos permiten desarrollar paso a pasola estrategia citada anteriormente, solo que como songases, la proporcin de los reactivos y productos es la mis-ma que la de los moles. Los clculos resultan ms fcilesque los de las masas, pero hay que tener cuidado de quecomprendan que el volumen no se conserva, ya que aveces intentan aplicar, indistintamente, la ley de Lavoisiera masas y volmenes.La realizacin de los ejercicios propuestos, as como lasactividades del final de la unidad, ayudarn a adquirir prc-tica en estos clculos.El comentario acerca del metano como combustible, queaparece en el margen de la pgina, puede servir para tra-bajar aspectos sobre el cuidado medioambiental.

5. Clculos qumicos con masas y volmenes

El encendido de una cerilla o un mechero de gas son sufi-cientes para que se observe que en una reaccin qumicase desprende energa en forma de luz y calor. Desde aquse puede generalizar a los ejemplos que indica el texto,como el que se muestra en la fotografa del margen.Otro buen ejemplo es el que se propone en la seccin Expe-rimenta, donde se observa una reaccin exotrmica bas-tante atractiva para los alumnos.La absorcin de energa en las reacciones es convenientemostrarla a travs de una experiencia de ctedra, como laelectrlisis del agua o la descomposicin del xido de mer-curio. El primer ejemplo se propone y se explica detalla-damente en esta pgina.Se define ecuacin termoqumica como una extensin deecuacin qumica, y se hace hincapi en el convenio de sig-nos para indicar las reacciones exotrmicas o endotrmicas.

Debemos explicar a los alumnos que la energa asociadaa una ecuacin termoqumica est ntimamente ligada alajuste de moles realizado en la misma; es decir, el ajusteafectar tambin a la energa que aparece en la ecuacin.En el enlace LIBROSVIVOS.NET, se observan unas anima-ciones sobre las distintas etapas que atraviesan las reac-ciones exotrmicas y endotrmicas.Los diagramas energticos del texto se relacionan con losaspectos tericos que sobre la energa de los reactivos ylos productos se han visto en este epgrafe.La explicacin del ejercicio resuelto, as como la resolu-cin de los propuestos, permitirn afianzar los conceptosestudiados.

6. Aspectos energticos de las reacciones qumicas



Las reacciones qumicas se ponen de manifiesto debido aque en ellas se producen fenmenos, como cambios decolor, desprendimiento de gases, aparicin de slidos enel fondo del recipiente (precipitados), absorcin o emisinde energa, etc.

Los objetivos fundamentales de esta prctica son com-probar la formacin de precipitados y el cambio de coloren algunas reacciones qumicas, e interpretar una evi-dencia experimental de que se ha producido una reaccinqumica.

La motivacin previa estar en comunicar a los alumnosque van a poder comprobar las evidencias experimentalesque demuestran que se ha producido una reaccin qumi-ca tal y como se ha comentado en el aula.

Si disponemos de poco tiempo, podemos evitar laspesadas de las cantidades y la preparacin de los fil-tros. Conviene ensear o recordar cmo se preparan losfiltros.

En caso de disponer de una bomba de agua para hacer elvaco, sera interesante comprobar cmo se puede acele-rar la operacin de secado de los filtrados y explicar el fun-cionamiento de la bomba de agua.

El profesor puede realizar a la par otras demostracionesen las que se pongan de manifiesto otras reacciones como,por ejemplo, alguna en la que se desprenda un gas.

Los alumnos han de ser capaces de tomar medidas direc-tas y realizar el correspondiente tratamiento de resulta-dos en lenguaje cientfico. Asimismo, continuaremospotenciando la actitud que exige el mtodo cientfico, par-tiendo de la observacin, siguiendo con la repeticinnumerosa de medidas, la anotacin de datos y resultadosy la obtencin de conclusiones.

Es importante, como en todo trabajo de laboratorio, promo-ver la limpieza del material y de las mesas de trabajo, ascomo hacer hincapi en las medidas bsicas de seguridadque han de tener en cuenta para el desarrollo de la prctica.

Trabajo en el laboratorio. Propiedades de los compuestos inicos, covalentes y metlicos

En esta pgina se muestran los contenidos de la unidadagrupados en tres grandes apartados y ofreciendo unavisin sintetizada de los principales conceptos, lo cual per-mite al alumno organizar las ideas ms importantes.

El resumen es una buena herramienta para trabajar lacompetencia lingstica, ya que permite trabajar la comu-nicacin oral y escrita.

Se puede dar el resumen parcialmente realizado para queel alumnado lo complete o mandar hacer uno de la unidady compararlo con el que viene en esta pgina.

Otra opcin es realizar un diagrama de flujo mostrandoalgunas cajas vacas para que las completen los alumnos,de forma individual o por equipos.

Se pueden proponer grupos de tres o cuatro alumnos quepreparen los contenidos a partir del resumen y elaborenuna presentacin, en PowerPoint, para exponer delante desus compaeros.

Otra forma de utilizarlo es ampliarlo con los distintosaspectos tratados en el libro, a travs de consultas biblio-grficas o mediante una bsqueda por internet paraampliar alguno de los contenidos que muestra el resumen,trabajando as la competencia para el tratamiento de lainformacin y competencia digital (TIC).

Tambin se podra escribir un texto que una, de forma ade-cuada en dos o tres prrafos, todas las palabras en negri-ta del resumen.

Resumen

Notas



Con este bloque final se busca afianzar las competenciasseleccionadas especficamente en el itinerario: aprendera aprender, matemtica, de interaccin con el mundo fsi-co y tratamiento de la informacin y competencia digital.

INTERACCIONA CON EL ENTORNOEl airbagLas actividades propuestas en esta seccin se prestan a tra-bajar casi todas las competencias planteadas en la unidad.Principalmente se abordar la competencia para la inter-accin con el mundo fsico, mediante la aplicacin tecno-lgica de los avances cientficos. Los alumnos puedenreconocer la naturaleza, fortalezas y lmites de la activi-dad investigadora, haciendo que sean conscientes de lasimplicaciones de la aplicacin cientfica y tecnolgica endiferentes mbitos y de sus limitaciones, adems de queconozcan y valoren la aportacin del desarrollo de la cien-cia y la tecnologa a la sociedad.Adems, se podr abordar la competencia matemtica conla resolucin de las actividades 3 y 5; la competencia lin-gstica, con las actividades 4 y 8; o la competencia parael tratamiento de la informacin y competencia digital, conla actividad 7.Adems, este apartado permite desarrollar otras compe-tencias de carcter transversal, como la competenciaemocional, pues da pie al planteamiento de cuestiones quepueden poner al alumno en contacto con sus propias emo-ciones y con las de los dems, permitiendo que se haganpropuestas para ayudarle a gestionar sus sentimientos demanera constructiva.

UTILIZA LAS TICQu le pasa a tu bicicleta?En este apartado se trabaja la competencia para el trata-miento de la informacin y competencia digital utilizandolos enlaces que se facilitan, e investigando en la red.Por otro lado, en el enlace LIBROSVIVOS.NET, se puededescubrir el mecanismo y las caractersticas de una delas reacciones ms frecuentes: la oxidacin. A partir deaqu, tambin se puede abordar la competencia de inter-accin con el mundo fsico y la educacin en valores des-de el punto de vista de la conservacin del medioam-biente.

LEE Y COMPRENDEAguas duras, aguas blandasEl texto permite abordar, principalmente, la competen-cia lingstica, trabajando la comunicacin oral y escri-ta, extrayendo informacin del texto, e interpretndolo,lo que tambin fomentara la adquisicin de la compe-tencia en el conocimiento y la interaccin con el mundofsico.Mediante el trabajo en equipo, la lectura tambin permitetrabajar la competencia para la autonoma e iniciativa per-sonal, pues fomenta que el alumno sea capaz de imaginar,emprender, desarrollar y evaluar acciones o proyectos(individuales o colectivos) con creatividad, confianza, res-ponsabilidad y sentido crtico.

PON A PRUEBA TUS COMPETENCIAS

Notas


ACTIVIDADES DE REFUERZO

Y AMPLIACIN

PROPUESTA DE EVALUACIN


Actividades de refuerzo

Unidad 6 Reacciones qumicas1. Clasifica los siguientes cambios en fsicos o qumicos. a) El agua de una piscina que se congela en invierno.b) Las vallas metlicas sin pintura protectora que se ponen marrones con el tiempo. c) Los rboles al arder en un incendio.d) La colonia que desaparece de un frasco abierto.

2. Indica si los siguientes procesos son cambios fsicos o qumicos.a) Disponemos de un slido que al calentarlo a una temperatura elevada se descompone en dos sustancias dife-

rentes.b) Tomamos un slido y al calentarlo se funde, pero al enfriarse el lquido obtenido se obtiene el slido inicial.c) Se tiene una muestra en la que se observa un polvo amarillo y otro negro. Al acercarles un imn, el polvo negro

es atrado por dicho imn.d) Tomamos un metal y, al echarlo en agua, produce un gas y otra sustancia, desprendiendo gran cantidad de energa.

3. Qu evidencias experimentales nos permiten decir que un determinado proceso es una reaccin qumica? En el caso de que no se observen dichas evidencias experimentales, se puede asegurar que no se ha producidouna reaccin qumica?En caso negativo, qu habra que comprobar para averiguar si es o no un cambio qumico?

4. Considera la ecuacin qumica ajustada:2 SO (g) + O2 (g) 2 SO2 (g)

Completa el siguiente dibujo que la representa segn elmodelo de partculas.

5. Segn el modelo de partculas, la representacin de una reaccin qumica es la siguiente.

Escribe la ecuacin qumica ajustada.

6. Completa las siguientes frases.El qumico ingls John Dalton formul una teora que explica la ley de ,indicando que, en una reaccin, el ... de tomos de cada ... es el ... en los reac-tivos y en los ... , aunque la organizacin de los ... sea ... .Como consecuencia de ello, en toda ... qumica se ... la masa; es decir, la suma de las masasde los ... es igual que la ... de las ... de los productos.

tomos de cabono

tomos de oxgeno

Pgi

na

foto

cop

iab

le

SO SO2

Azufre

Oxgeno

O2


7. Cul de las siguientes ecuaciones qumicas no cumple la ley de conservacin de la masa? Corrgela.a) MgCO3 + HCl MgCl2 + CO2 + H2Ob) 4 HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + 2 H2O

8. Cuando se calientan 1000 g de CaCO3 (trioxocarbonato [IV] de calcio), el nico producto que se obtiene de la reac-cin son 560 g de xido de calcio (CaO). a) Comprueba que se cumple la ley de conservacin de la masa. b) Explica lo que crees que ha podido suceder.

9. El metal sodio reacciona con agua segn la ecuacin qumica ajustada:2 Na (s) + 2 H2O (l) 2 NaOH (aq) + H2 (g)

Seala si la informacin de los siguientes apartados es correcta o no.a) 46 g de Na reaccionan con 36 de H2O para formar 80 g de NaOH y 2 g de H2. b) 2 g de Na reaccionan con 2 g de H2O para formar 2 g de NaOH y 1 g de H2.

10. Sabiendo la informacin indirecta que nos da una ecuacin qumica, completa los datos de la siguiente tabla paracomprobar que se cumple la ley de Lavoisier.

11. En la reaccin qumica siguiente podemos observar que si partimos de 10 mol de Fe2O3, se formarn 30 mol de SO2. Cuntos moles se necesitarn de O2 y cuntos se formarn de SO2?

2 Fe2S3 (s) + 9 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) + 6 SO2 (g)

12. Calcula qu cantidad de dixido de azufre se formar al quemar 100 g de azufre si se necesitan otros tantos gra-mos de oxgeno. La ecuacin qumica correspondiente, sin ajustar, es:

S (s) + O2 (g) SO2 (g)

13. Cuntos litros de amoniaco se formarn al reaccionar 12 L de hidrgeno con 4 L de nitrgeno en las mismas con-diciones de presin y temperatura? La ecuacin qumica correspondiente es:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

14. Clasifica las siguientes reacciones en exotrmicas o endotrmicas y explica por qu.a) La combustin de la gasolina.b) La descomposicin de una sustancia al comunicarle calor.c) La fotosntesis de las plantas.d) La quema de fuegos artificiales.

30 mol10 mol

4 NH3 (g) + 3 O2 (g) 6 H2O (l) + 2 N2 (g)

Moles 4 2

Masa molar 1 mol = ...... g 1 mol = 32 g 1 mol = ...... g 1 mol = ...... g

Masa en gramos 4 17 g = 68 g

Ley de Lavoisier

ACTIVIDADES de REFUERZO

Pgi

na

foto

cop

iab

le


Actividades de ampliacin

Unidad 6 Reacciones qumicas1. Ajusta la siguiente ecuacin qumica y completa su dibujo molecular:

C2H6O + O2 H2O + CO2

2. El trioxoclorato (V) de potasio se descompone por accin del calor produciendo cloruro de potasio y oxgeno.a) Escribe su ecuacin qumica ajustada.b) Es cierto que 1 mol de clorato potsico produce 1 mol de oxgeno?c) Qu cantidad de cloruro de potasio se formar cuando se producen 745 g de oxgeno?

3. La gasolina es una mezcla que acta como el hidrocarburo C8H18. La ecuacin qumica de su combustin sera lasiguiente:

2 C8H18 (l) + 25 O2 (g) 16 CO2 (g) + 18 H2O (g)Con un desprendimiento de 10 942 kJ.a) Qu cantidad de energa se desprendera en la combustin de 50 L de gasolina si su densidad es 0,8 g/cm3?b) Cuntos gramos de dixido de carbono se habrn emitido a la atmsfera?

4. Sea la siguiente ecuacin termoqumica:CaCO3 (s) + 176,8 kJ CaO (s) + CO2 (g)

Determina el significado de la misma.a) La descomposicin del trioxocarbonato (IV) de calcio es una reaccin exotrmica.b) Los productos tienen mayor energa que los reactivos.c) La reaccin del xido de calcio con el dixido de carbono para producir carbonato de calcio es exotrmica.d) La reaccin del xido de calcio con el dixido de carbono para producir carbonato de calcio es endotrmica.

Pgi

na

foto

cop

iab

le


5. Dibuja el esquema energtico correspondiente a las siguientes reacciones y justifica si son endotrmicas o exotr-micas:a) CO (g) + H2O (g) 41,2 kJ CO2 (g) + H2 (g)b) N2 (g) + O2 (g) + 180 kJ 2 NO (g)

6. Escribe las ecuaciones termoqumicas correspondientes a los siguientes diagramas y justifica si son endotrmicaso exotrmicas:a) b)

7. Propuestas de investigacina) La respiracin como proceso inverso a la fotosntesis.b) La fermentacin y sus distintos tipos.

8. La formacin del amoniaco a partir de sus elementos viene dada por la ecuacin qumica siguiente:N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

Indica cul es el reactivo limitante si ponemos a reaccionar:a) 5 mol de nitrgeno y 6 mol de hidrgeno.b) 4 mol de nitrgeno y 9 mol de hidrgeno.c) 5 mol de nitrgeno y 15 mol de hidrgeno.d) 2 mol de nitrgeno y 9 mol de hidrgeno.

9. El metal sodio reacciona con agua segn la ecuacin qumica ajustada:2 Na (s) + 2 H2O (l) 2 NaOH (aq) + H2 (g)

a) Cul es el reactivo limitante si queremos hacer reaccionar 15 g de sodio con 10 g de agua?b) Qu cantidad de hidrxido se habr formado?

Er

Ep

Ener

ga

qum

ica

Transcurso de la reaccin

C (s) + O2 (g)

CO2 (g)

393,5 kJEp

Er

Ener

ga

qum

ica


CaO (s) + CO2 (g)

CaCO3 (s)178,3 kJ

ACTIVIDADES de AMPLIACIN

Pgi

na

foto

cop

iab

le


Actividades de refuerzo


1. Son cambios qumicos el b y el c, ya que se producen otras sustancias. Son cambios fsicos el a y el d, ya que nocambia su naturaleza.

2. Cambios fsicos: b y c. Cambios qumicos: a y d.

3. Que exista un cambio de color en los productos, que se desprenda un gas, que se forme un precipitadoNo. Habr que averiguar las propiedades caractersticas de los reactivos y de los productos, y si han variado se habrproducido un cambio qumico.

4.

5. Los dibujos me indican que la proporcin molecular es la siguiente: 6 molculas de CO reaccionan con 3 molcu-las de O2 para formar 6 molculas de CO2. Luego la ecuacin ajustada ser: 2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g)

6. El qumico ingls John Dalton formul una teora que explica la ley de conservacin de la masa indicando que, en unareaccin, el nmero de tomos de cada elemento es el mismo en los reactivos y en los productos, aunque la organi-zacin de los enlaces sea diferente.Como consecuencia de ello, en toda reaccin qumica se conserva la masa; es decir, la suma de las masas de losreactivos es igual que la suma de las masas de los productos.

7. La a, porque no est ajustada y, por tanto, las masas de los reactivos no es igual a la de los productos. Ajustadasera:MgCO3 + 2 HCl MgCl2 + CO2 + H2O

8. El nico producto de la reaccin no ha podido ser el xido de calcio porque no se cumplira la ley de conservacinde la masa. Hay que tener en cuenta que se ha podido formar un gas que no apreciamos y que, seguramente, entresus componentes estarn los tomos de carbono que han desaparecido completamente.

9. La b no es correcta, porque los coeficientes de las sustancias nos dan informacin sobre la proporcin de los molesque intervienen y no de sus masas. La a s lo es, porque se han utilizado las masas moleculares para calcularlas.

10.

11. 2 Fe2S3 (s) + 9 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) + 6 SO2 (g)

12. Como se debe cumplir la ley de conservacin de la masa: 200 g de reactivos deben originar 200 g de productos (SO2).

13. Los volmenes de los gases que intervienen en una reaccin guardan entre s la misma relacin que el nmero demoles. As pues, 4 L de N2 (gas) junto con 3 L de H2 (gas) formarn 2 L de NH3 (gas).

14. Son exotrmicas las que desprenden energa, la a y la d. Son endotrmicas las que absorben energa, la b y la c.

4 NH3 (g) + 3 O2 (g) 6 H2O (l) + 2 N2 (g)

Moles 4 mol 3 mol 6 mol 2 mol

Masa molar 1 mol = 17 g 1 mol = 32 g 1 mol = 18 g 1 mol = 28 g

Masa en gramos 4 17 g = 68 g 3 32 g = 96 g 6 18 g = 108 g 2 28 g = 56 g

Ley de Lavoisier 68 g + 96 g = 164 g 108 g + 56 g = 164 g

30 mol10 mol45 mol10 mol

SO O2 SO2

SOLUCIONARIO



1. C2H6O + 3 O2 3 H2O + 2 CO2

2. a) 2 KClO3 2 KCl + 3 O2b) No, 1 mol de clorato produce 1,5 mol de oxgeno.

c)

3. a)

b)

4. a) La reaccin es endotrmica, ya que hay que aportar energa para la descomposicin del carbonato.b) Por ser una reaccin endotrmica, la energa de los productos es mayor que la de los reactivos.c) La reaccin inversa es exotrmica porque se desprende energa.d) Por tanto, no es endotrmica.

5. a) Reaccin exotrmica: se desprende energa. b) Reaccin endotrmica: se absorbe energa.

6. a) Reaccin endotrmica: se absorbe energa: CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) 178,3 kJb) Reaccin exotrmica: se desprende energa: C (s) + O2 (g) CO2 (g) + 393,5 kJ

7. Investigacin libre.

8. a) El reactivo limitante es el hidrgeno, porque la proporcin que indica la reaccin es 1:3, y con 5 mol de nitrge-no necesitaramos 15 de hidrgeno y solo hay 6; por tanto, reaccionarn 2 de nitrgeno y sobrarn 3.

b) El reactivo limitante sigue siendo el hidrgeno, pero ahora reaccionan 3 mol de nitrgeno y sobra solo 1.c) No hay ningn reactivo limitante, pues la proporcin es 5:15, equivalente a la 1:3 de la ecuacin.d) En este caso, el reactivo limitante es el nitrgeno, ya que se necesitaran 3 mol del mismo para que reacciona-

ran con los 9 de hidrgeno. Como solo hay 2, reaccionarn con 6 de hidrgeno y de este sobrarn 3.

9. a) Solo hay 10 g de H2O; por tanto, ser el reactivo limitante y sobrar Na.

b) Se formarn:

2 230

13

= =(gNa)2 4 (gNaOH)

(gNa)x 23 gde

xN aaOH

2 2310

= =(gNa)2 18 (gH O) (gH O)

x 13 gde2 2

xNa

2 23 15

= =(gNa)2 18 (gH O)

(gNa)x 12 gde H O

22

x

N2 (g) + O2 (g)

2 NO (g)Ep

Er

Ener

ga

qum

ica


180 kJErEp

Ener

ga

qum

ica

CO (g) + H2O (g)

CO2 (g) + H 2 (g)

41,2 kJ


2 114 (gde gasolina)16 44 (gde CO

(g

2

=)

40000 dde gasolina)x

x 123509 gde CO2 =

M C H g mol( ) /8 18 114= 2 114 (gde gasolina)

10 942 (kkJ)(gde gasolina)

xx 1919 649 kJ= =40000

0,8 (ggasolina)

1 (cm

x

50 000 cmx 40 000 g

3 3)= =

2 74,6 (gde KCl)32 (gde O

(gde KCl)x2

=3

745)

x 480 gde O2=

SOLUCIONARIO

ACTIVIDADES de AMPLIACIN


APELLIDOS: NOMBRE:

FECHA: CURSO: GRUPO:

1. a) Al calentar alcohol en un vaso, se produce la evaporacin del mismo. Es un cambio fsico o qumico?Por qu?

b) Al encender con una cerilla un poco de alcohol, se producen nuevas sustancias que estn en estadogaseoso. Es un cambio fsico o qumico? Por qu?

2. Indica si los siguientes cambios son fsicos o qumicos. Justifcalo.

3. En el siguiente esquema, qu enlaces se rompen y cules se forman nuevos? Escribe la ecuacin qu-mica ajustada que representa dicho proceso.

4. Completa la siguiente tabla, teniendo en cuenta la ley de conservacin de la masa.

5. Completa el ajuste de las siguientes ecuaciones qumicas.

a) 2 H2S (g) + O2 (g) 2 SO2 (g) + H2O (g)

b) Fe2O3 (s) + 3 CO (g) CO2 (g) + Fe (s)

6. Escribe ajustadas las ecuaciones qumicas siguientes.

a) Descomposicin del trioxoclorato (V) de potasio (slido), para producir oxgeno y cloruro de potasio(tambin slido).

b) Trisulfuro de dihierro (slido) y oxgeno para dar trixido de dihierro (slido) y dixido de azufre (gase-oso).

7. a) Expresa la proporcin en molculas y moles de cada componente de la siguiente ecuacin qumicaajustada.

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)

b) Comprueba el nmero de tomos en cada miembro de la ecuacin.

propano + oxgeno dixido de carbono + agua

44 g + x g 132 g + 72 g

11 g + 40 g 33 g + y g

oxgeno

nitrgeno

+

a) b) c) d)

Pgi

na

foto

cop

iab

le


PROPUESTA de EVALUACIN


8. a) Expresa la proporcin en moles y volmenes de cada componente de la siguiente ecuacin qumicaajustada.

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g)

b) Establece la proporcin entre las masas de cada una de dichas sustancias.

9. Completa los datos de la siguiente ecuacin qumica.

10. El agua oxigenada se descompone segn la siguiente reaccin:

2 H2O2 (l) 2 H2O (l) + O2 (g)

Calcula los gramos de oxgeno que se obtienen a partir de 85 g de agua oxigenada.

11. Se calientan 10 g de azufre y 10 g de hierro en un recipiente cerrado. La ecuacin qumica es:

S (s) + Fe (s) FeS (s)

a) Hay algn reactivo en exceso?

b) Qu cantidad de FeS se produce?

12. Segn la informacin que te proporcionan las siguientes ecuaciones termoqumicas, de qu tipo son?

a) Mg (s) + Cl2 (g) MgCl2 (s) + 641,8 kJ

b) CaCO3 (s) + 178 kJ CaO (s) + CO2 (g)

c) CuO (s) Cu (s) + O2 (g) 97,1 kJ

d) C (s) + O2 (g) 376,2 kJ CO2 (g)

13. El diagrama energtico de una reaccin qumica es el siguiente.

a) Justifica qu tipo de reaccin representa.

b) Qu signo tendr la variacin de energa qumica?

c) Escribe la ecuacin termoqumica correspondiente, sealando como Q la energa desprendida oabsorbida.

14. La ecuacin termoqumica de combustin del aluminio es:

4 Al (s) + 3 O2 (g) 2 Al2O3 (s) + 3339,6 kJ

a) Qu cantidad de aluminio desprende 1669,8 kJ?

b) Qu energa se desprende al formarse 51 g de xido de aluminio?

2 Cl2 (g) + 3 O2 (g) 2 Cl2O3 (g)

Moles 2 +

Volmenes + 3

Masa + 96

transcurso de la reaccin

CuO

Cu +1/2O2

reactivos

productosEEp

ErP

gin

a fo

toco

pia

ble

1. a) Fsico. El producto final sigue siendo alcohol.b) Qumico. El producto final son sustancias nuevas.Criterio de evaluacin 1.1

2. Fsicos: a y d. Qumicos: b y c.Segn el modelo de partculas, en el b y c se han for-mado nuevas molculas y, por tanto, son cambios qu-micos. En el a y d, las molculas son las mismas, peroordenadas de distinta manera.Criterio de evaluacin 1.1

3. Se rompen dos enlaces NO de las molculas NO y unoO=O de la molcula O2. Se forman cuatro enlaces nue-vos NO de la molcula NO2. La ecuacin es:

2 NO + O2 2 NO2Criterio de evaluacin 1.2

4.

Criterio de evaluacin 1.2

5. a) 2 H2S (g) + 3 O2 (g) 2 SO2 (g) + 2 H2O (g)b) Fe2O3 (s) + 3 CO (g) 3 CO2 (g) + 2 Fe (s)Criterio de evaluacin 1.2

6. a) 2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)b) 2 Fe2S3 (s) + 9 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) + 6 SO2 (g)Criterio de evaluacin 1.2

7. a) 1 molcula de CH4 (gas) reacciona con 2 de O2 (gas)para dar 1 molcula de CO2 (gas) y 2 molculas deH2O (gas). (Igual con los moles.)

b) En los reactivos hay 4 tomos de carbono, 4 dehidrgeno y 4 de oxgeno. En los productos hay elmismo nmero de tomos, pero agrupados de for-ma diferente.


8. a) 4 mol o volmenes de NH3 (gas) reaccionan con 5 deO2 (gas) para dar 4 mol o volmenes de NO (gas) y6 mol o volmenes de H2O (gas).

b) 4 17 g + 5 32 g 4 30 g + 6 18 g68 g + 160 g 120 g + 108 g


9.


10.


11. a)

Dada la proporcin en masa de hierro y azufre, porcada 10 g de Fe se utilizan 6 g de S; lo dems sobra.Por tanto, el reactivo limitante es el Fe.

b)


12. Son exotrmicas a y d. Endotrmicas, b y c.Criterio de evaluacin 3.1

13. a) Es endotrmica, es decir, que se absorbe energa yqueda almacenada en los productos.

b) E > 0, ya que Eproductos > Ereactivos

c) CuO (s) + Q (energa) Cu (s) + O2 (g)


14. a)

b)


2 Cl2 (g) + 3 O2 (g) 2 Cl2O3 (g)

Moles 2 + 3 2

Volmenes 2 + 3 2

Masa 2 71 + 3 32 2 119

propano + oxgeno dixido de carbono + agua

44 g + 160 g 132 g + 72 g

11 g + 40 g 33 g + 18 g

2 102 (gde Al O(kJ)

(gde Al O2 3 2 3 =),

)3339 6

51x

x = 834 90, kJ

4 27 (gde Al)3339,6 (kJ) 1669,8 (kJ)

5 gd = =x x 4 ee Al

12

56 (gde Fe)88 (gde FeS)

(gde Fe)x

16 g= =10 x dde FeS

56 (gde Fe)32 (gde S)

(gde Fe)x

6 gde= =10 x SS

2 85 = =34 (g de H O32 (gde O

(g de H Ox

2 2

2

2 2))

) x 440 gde O2


SOLUCIONES A LA PROPUESTA DE EVALUACIN

Propuestas de evaluacin

SOLUCIONARIO


SOLUCIONARIO



1. Indica en qu procesos est ocurriendo una reaccin qumica. Justifica tus respuestas. a) El zumo de uva se convierte en vino. b) Machacamos ajos en un mortero de cocina. c) Disolvemos un sobre de caf en una taza de leche.d) Tostamos una rebanada de pan.e) Aliamos una ensalada con aceite, sal y vinagre.f) Se vierte vinagre sobre una encimera de mrmol y se producen manchas.Son reacciones qumicas los procesos a, d y f, ya que en todos ellos unas sustancias se transforman en otras conpropiedades diferentes.

2. Aadimos unas gotas de vinagre sobre una pequea cantidad de bicarbonato. Qu indica la efervescencia que seproduce?Que se est produciendo una reaccin qumica.

3. Teniendo en cuenta la ley de conservacin de la masa, completa los datos de la siguiente reaccin qumica.

Segn la ley de conservacin de la masa: 12 g + x = 44 g x = 44 12 = 32 g de oxgeno 4,8 g + 12,8 g = 17,6 g de dixido de carbono

4. Razona si contradicen la ley de Lavoisier estas afirmaciones sobre las reacciones qumicas:a) Cuando un objeto de metal se oxida, pesa ms que al principio.b) Al arder un tronco, las cenizas pesan menos que el tronco inicial.a) Podemos pensar que pesar ms, porque ha reaccionado con el oxgeno y ha formado un xido que tiene ms

masa que el metal original. Esto no contradice la ley de Lavoisier: si supiramos la masa de oxgeno que ha inter-venido en la reaccin, comprobaramos que dicha masa ms la del metal es igual a la del xido formado.

b) Tampoco es contradictorio. En este caso, parte de los productos de la reaccin sern gaseosos y por eso las ceni-zas pesan menos. Si se retuvieran esos productos, la masa del tronco sera igual a la de las cenizas ms la delos gases.

5. Significan lo mismo las expresiones ecuacin qumica y reaccin qumica?No; una reaccin qumica es un proceso que ocurre, mientras que una ecuacin qumica es una representacin abre-viada y simblica de dicho proceso.

6. Qu significado tienen los subndices en una frmula qumica? Y los coeficientes en una ecuacin? Se puedenmodificar los subndices al ajustar las ecuaciones qumicas? Los subndices nos indican el nmero de tomos de un elemento existentes en una frmula que representa a unasustancia.Los coeficientes son factores que introducimos en una ecuacin qumica delante de las frmulas de los reactivos ode los productos, para ajustar el nmero de tomos de cada elemento a ambos lados de la ecuacin.

7. Ajusta la ecuacin qumica siguiente: PbO (s) + NH3 (g) Pb (s) + N2 (g) + H2O (l)El xido de plomo (II) slido reacciona con el amoniaco gaseoso, para producir plomo, gas nitrgeno y agua.

3 PbO (s) + 2 NH3 (g) 3 Pb (s) + N2 (g) + 3 H2O (l)

8. Asigna valores a los coeficientes a, b, c y d que aparecen en esta ecuacin: a Al + b Cr2O3 c Al2O3 + d Cr2 Al + Cr2O3 Al2O3 + 2 Cr

9. Escribe y ajusta la ecuacin que representa la reaccin qumica entre el dixido de azufre, SO2, y el oxgeno, O2,para producir trixido de azufre, SO3.

2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)

Carbono + Oxgeno Dixido de carbono

12 g g 44 g

4,8 g 12,8 g g

EJERCICIOS PROPUESTOS


10. Escribe y ajusta la ecuacin que representa la reaccin entre el sodio, Na, y el agua, H2O, para producir hidrxidode sodio, NaOH, e hidrgeno, H2.2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2

11. Termina de ajustar las siguientes ecuaciones qumicas:

a) C2H5OH + O2 CO2 + 3 H2O b) Sn + HNO3 SnO2 + NO2 + H2O

a) C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O b) Sn + 4 HNO3 SnO2 + 4 NO2 + 2 H2O12. Completa y ajusta la siguiente ecuacin: C5H10 + O2 ......... + .........

2 C5H10 + 15 O2 10 CO2 + 10 H2O13. En qu tipos de compuestos indican los coeficientes de una ecuacin qumica la proporcin en volumen de los

reactivos y los productos?Los coeficientes indican la proporcin de molculas y moles en la que intervienen cada uno de los reactivos y pro-ductos. Si estos son gases (en idnticas condiciones de presin y temperatura) indican, adems, la proporcin envolumen.

14. Los coeficientes de una ecuacin qumica, aportan directamente datos de la masa de las sustancias que inter-vienen en ella?No. Para que nos den informacin sobre las masas, hay que utilizar el factor de conversin de moles a gramos, quees la masa molar (donde interviene el concepto de mol).

15. Deduce toda la informacin posible de la siguiente ecuacin qumica ajustada: N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)Tanto los reactivos como los productos son gases.Desde el punto de vista microscpico, la ecuacin nos informa del nmero de tomos y molculas que intervienen.

Desde el punto de vista macroscpico, la ecuacin nos informa de los moles que intervienen, del volumen que ocu-pan (si estn en las mismas condiciones de presin y temperatura) y de la masa, mediante el concepto de mol.

16. Seala la proporcin en moles y en volumen de cada componente gaseoso de la ecuacin qumica ajustada:2 Cl2 (g) + 3 O2 (g) 2 Cl2O3 (g)

2 mol de cloro reaccionan con 3 mol de oxgeno para formar 2 mol de trixido de dicloro.Si las condiciones de presin y de temperatura son las mismas, 2 volmenes de cloro reaccionan con 3 volmenesde oxgeno para formar 2 volmenes de trixido de dicloro.

17. Para obtener hidrgeno, se hacen reaccionar 327 g de cinc con una solucin de cido clorhdrico, obtenindose,adems, dicloruro de cinc.

Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)a) Cuntos gramos de reactivos se han empleado?b) Cuntos gramos de productos se han formado?

a) Se emplean 327 g de Zn y 365 g de HCl. b) Se producen 682 g de ZnCl2 y 10 g de H2.

La ecuacin qumica ajustada. Zn (s) +2 HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)

Los moles. 1 mol 2 mol 1 mol 1mol

Los moles en gramos. 65,38 g 2 36,5 g 136,38 g 2 g

El dato, 327 g de cinc, se expresa en moles.1

65 38 3275 00

(molde Zn)molde Zn

, ( ) ( ),

gx

gx= =

Nueva proporcin en moles con el dato. Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g)5 mol 10 mol 5 mol 5 mol

Se convierten las cantidades en masa. 5 65,38 g 10 36,5 g 5 136,38 g 5 2 g327 g 365 g 682 g 10 g

Moles 1 mol de N2 reacciona con 1 mol de O2 para formar 2 mol de NO.

Volumen 1 volumen de N2 reacciona con 1 volumen de O2 para formar 2 volmenes de NO.

MasaN2 + O2 2 NO

28 g 32 g 2 30 g28 g de nitrgeno reaccionan con 32 g de oxgeno y dan 60 g de monxido de nitrgeno.

tomos En los reactivos, 2 de N y 2 de O, de uniones NN y OO. En los productos, los mismos, pero conuniones NO.

Molculas 1 molcula de N2 reacciona con 1 molcula de O2 para formar 2 molculas de NO.

SOLUCIONARIO

18. En la reaccin de combustin del propano se han obtenido 24 L de dixido de carbono.C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Suponiendo que no cambian las condiciones de p y T:a) Calcula el volumen de propano consumido.b) Halla el volumen de oxgeno utilizado y el de agua producido.

a) Se consumen 8 L de propano. b) Se utilizan 40 L de oxgeno y 32 L de agua.

19. En qu tipo de reacciones la energa de los productos es mayor que la energa de los reactivos? Cmo se lla-man estas reacciones?Se trata de reacciones endotrmicas. En ellas se absorbe energa.

20. La ecuacin siguiente representa la combustin del butano. Es exotrmica o endotrmica? Por qu?2 C4H10 (g) + 13 O2 (g) 8 CO2 (g) + 10 H2O (l) + 5750 kJ

Es una reaccin exotrmica, porque en ella se desprende energa.

21. Observa el esquema energtico de la derecha.a) Se desprende o se absorbe energa?b) Cmo podemos saberlo?

a) Se desprende energa. b) Porque la energa de los productos es menor que la de los reacti-

vos y, por tanto, la variacin de energa es menor que cero.

22. Dibuja el esquema energtico de las reacciones representadas por las siguientes ecuaciones termoqumicas:a) C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (l) + 2180 kJb) PbO (s) + CO (g) Pb (s) + CO2 (g) 65,69 kJa) b)


Pb (s) + CO2 (g)

PbO (s) + CO (g)

65,69 kJ

Ep

Er

Ener

ga

qum

ica

Er

Ep

Ener

ga

qum

ica


C3H8 (g) + 5 O2 (g)

3 CO2 (g) + 4 H 2O (l)

2180 kJ

Ecuacin qumica ajustada. C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Volmenes en la ecuacin. 1 volumen 5 volmenes 3 volmenes 4 volmenes

Nueva proporcin. 8 volmenes 40 volmenes 24 volmenes 32 volmenes


SOLUCIONARIO

1. De todos los precipitados, cul es el que ms ha cambiado de color? Investiga qu aplicacin prctica tiene esteproducto en la vida cotidiana.El que ms cambia de color es el yoduro de plata. Se emplea en fotografa.

2. Las reacciones qumicas en las que se forma un precipitado en el fondo se llaman de precipitacin. Teniendo encuenta que los precipitados son cloruro de plata, bromuro de plata y yoduro de plata, formula cada una de las sus-tancias y escribe las ecuaciones qumicas correspondientes.KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl (s) KBr + AgNO3 KNO3 + AgBr (s) Kl + AgNO3 KNO3 + Agl (s)

TRABAJO EN EL LABORATORIO

Energa qumica


Productos

Reactivos

A + B

CEp

Er


23. De los siguientes procesos, indica cules son fsicos y cules qumicos.a) Echar azcar en una taza de leche. c) Carbn que se quema en la barbacoa.b) Alcohol que se evapora de un frasco. d) Una puerta de hierro que se oxida.Los procesos a y b son cambios fsicos porque no vara la naturaleza de las sustancias finales respecto a las iniciales;c y d son cambios qumicos porque las sustancias finales son nuevas, con diferentes propiedades que las iniciales.

24. Explica si estas afirmaciones son ciertas o falsas. a) Al quemar alcohol con una cerilla se obtiene alcohol, pero en estado gaseoso.b) Al calentar un vaso de agua, el vapor obtenido sigue siendo agua.a) Falsa. Si se quema el alcohol, las sustancias que se forman son distintas: dixido de carbono y agua.b) Cierta. Al calentar el agua, se forma agua, pero en estado gaseoso.

25. Razona por qu decimos que cuando troceamos un alimento se est produciendo un cambio fsico y que cuando lococinamos se produce un cambio qumico.Al trocear un alimento, se producen alteraciones en el aspecto del mismo, pero no en su naturaleza, por tanto, seest produciendo un cambio fsico. Al cocinar un alimento, cambia su naturaleza y, como consecuencia, sus propiedades. Por tanto, se produce un cam-bio qumico.

26. Completa el siguiente dibujo segn el modelo de partculas para explicar la mezcla que se forma entre las mol-culas de N2 y las de O2.

Qu clase de cambio representa? Por qu?Representa un cambio fsico, porque en una mezcla no hay ruptura de enlaces en las molculas de las sustanciasque intervienen.

27. Completa el siguiente dibujo segn el modelo de partculas para explicar la formacin de molculas de xido denitrgeno, NO, a partir de las de N2 y O2.

Qu clase de cambio representa? Por qu?Representa un cambio qumico, porque se han roto los enlaces del N2 y del O2 para formar otros nuevos en el NOy, por tanto, se han originado molculas distintas con enlaces diferentes.

28. Realiza las actividades propuestas en la pgina web: www.e-sm.net/fq3eso48. Despus escribe en tu cuaderno silas situaciones indicadas en esas actividades son cambios qumicos o fsicos.Son cambios fsicos disolver azcar en agua, obtener sal del agua de mar, encender una bombilla y fundir cubitos de hielo.Son cambios qumicos hacer la digestin, cocer un huevo, encender una cerilla y obtener aluminio de la bauxita.

29. Si en un proceso determinado no apreciamos ninguna evidencia experimental de que se haya producido una reac-cin qumica, qu ser necesario comprobar en los productos para asegurar que s la ha habido?Ser necesario estudiar si se han modificado propiedades caractersticas de las sustancias de partida en los pro-ductos de reaccin, como la solubilidad, el punto de fusin o la densidad.

N2 O2

+

NO

+

N2 N2 + O 2O2

+

+

ACTIVIDADES

SOLUCIONARIO


SOLUCIONARIO

31. Desde el punto de vista terico, qu se produce en toda reaccin qumica?Desde el punto de vista terico, en toda reaccin qumica se producen choques entre las molculas de los reactivos,ruptura de los enlaces de las molculas de los reactivos y formacin de nuevas molculas con enlaces diferentes.

32. El esquema representa una reaccin qumica. Qu enla-ces se rompen y cules se forman?Se rompen 4 enlaces CH de la primera sustancia (meta-no) y 2 enlaces OO de la segunda (oxgeno).Se forman dos enlaces CO en el primer producto (dixidode carbono) y 4 enlaces OH en el segundo (agua).

33. Segn Dalton, el nmero de tomos de cada elemento esel mismo en los reactivos y en los productos, aunque laorganizacin de sus enlaces sea diferente. Aplica esta teora para completar el siguiente dibujo,sabiendo que son tomos de oxgeno, y , tomos de azufre.

35. Un trozo de 5 g de hierro se deja a la intemperie durante cierto tiempo y se vuelve a pesar. La balanza marca 6,42 g.Cmo se puede explicar?Se ha formado xido de hierro, y lo que ha aumentado 1,42 g es la masa de oxgeno que ha intervenido en la reaccin.

2 Fe + O2 2 FeO2 56 g 32 g 2 72 g

5 g 1,42 g 6,42 g

36. En el laboratorio del centro escolar hemos calentado 10 g de KClO3 hasta alcanzar la temperatura de 400 C, paraque se descomponga. Cuando hemos pesado el producto que se ha formado, nos ha sorprendido que solo pesara6 g. Crees que hemos descubierto que la ley de conservacin de la masa no se cumple?No. La ley de conservacin de la masa se cumple, pero en la descomposicin del KClO3, se forman 4 g de O2 (gas).2 KClO3 (s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)2 122,5 g 2 74,5 g + 3 32 g

245 g 149 g + 96 g10 g 6 g + 4 g

37. En la descomposicin trmica de 116 g de xido de plata, Ag2O, se obtienen 108 g de plata metlica. Qu canti-dad de oxgeno se habr desprendido?2 Ag2O (s) 4 Ag (s) + O2 (g)2 232 g 4 108 g + 32 g

464 g 432 g + 32 g116 g 108 g + 8 g

Por tanto, se habrn desprendido 8 g de oxgeno.

38. Copia en tu cuaderno y termina de ajustar las siguientes ecuaciones qumicas:

a) NO2 + H2O 2 HNO3 + NO

b) 2 C2H6 + O2 4 CO2 + H2O

c) H2S + 3 O2 SO2 + 2 H2O

a) 3 NO2 + H2O 2 HNO3 + NO b) 2 C2H6 + 7 O2 4 CO2 + 6 H2O c) 2 H2S + 3 O2 2 SO2 + 2 H2O

39. Escribe las ecuaciones ajustadas para las siguientes reacciones qumicas:a) xido de magnesio + agua dihidrxido de magnesiob) cido clorhdrico + trihidrxido de aluminio tricloruro de aluminio + aguac) aluminio + oxgeno trixido de dialuminioa) MgO + H2O Mg(OH)2 b) 3 HCl + Al(OH)3 AlCl3 + 3 H2O c) 4 Al + 3 O2 2 Al2O3

+

CH4 2 O2 CO2 2 H2O

+ +

+

40. Ajusta las siguientes ecuaciones qumicas:a) HCl (g) + O2 (g) H2O (l) + Cl2 (g) c) KNO3 (s) K2O (s) + N2 (g) + O2 (g)b) C6H12 (l) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l) d) ZnS (s) + O2 (g) ZnO (s) + SO2 (g)a) 4 HCl (g) + O2 (g) 2 H2O (l) + 2 Cl2 (g) c) 4 KNO3 (s) 2 K2O (s) + 2 N2 (g) + 5 O2 (g)b) C6H12 (l) + 9 O2 (g) 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) d) 2 ZnS (s) + 3 O2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)

41. Qu reaccin qumica representa el siguiente esquemamolecular? Escribe la ecuacin qumica correspondiente.Reaccionan 4 molculas de CO con 2 molculas de O2 paraformar 4 molculas de CO2. La ecuacin qumica ser:

2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g)

43. En la reaccin de descomposicin del xido de mercurio (II), es cierta la proporcin en volumen que se indica?Por qu?

2 HgO (s) 2 Hg (l) + O2 (g)2 dm3 2 dm3 1 dm3

No, porque el HgO es slido y el Hg es lquido, y para que los coeficientes en una ecuacin qumica nos indiquen datossobre el volumen, los reactivos y productos deben ser gases, en las mismas condiciones de presin y temperatura.

44. En la reaccin de formacin del amoniaco, es cierta la proporcin en masa que se indica? Por qu?N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

1 g 3 g 2 gNo. Los coeficientes nos indican la proporcin en moles, no en gramos. Para encontrar la proporcin en masa correc-ta, habra que utilizar el factor de conversin de moles a gramos.2 14 = 28 g de N2; 3 2 = 6 g de H2; 2 17 = 34 g de NH3. Por tanto, 28 g de nitrgeno reaccionan con 6 g de hidr-geno para formar 34 g de amoniaco.

45. Completa los datos en la ecuacin qumica: 2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g)Moles 2 mol 1 mol 2 molMasa 2 28 g 1 32 g 2 44 gVolumen 2 L 1 L 2 L

46. Escribe la ecuacin qumica ajustada de la siguiente reaccin y extrae toda la informacin posible.El trixido de dihierro reacciona con el carbono y produce hierro y dixido de carbono.2 Fe2O3 (s) + 3 C (s) 4 Fe (s) + 3 CO2 (g)2 molculas 3 molculas 4 molculas 3 molculas2 mol 3 mol 4 mol 3 mol2 160 g 3 12 g 4 56 g 3 44 g

47. Completa los datos de la siguiente ecuacin qumica.C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (l)

44 g + x g y g + 72 g Como 44 g de C3H8 = 1 mol de C3H8 y 72 g de H2O = 4 mol de H2O x = 5 mol de O2 = 5 32 g = 160 g de O2;y = 3 mol de CO2 = 3 44 g = 132 g de CO2

48. Escribe la ecuacin qumica ajustada de la siguiente reaccin y extrae toda la informacin posible.El sulfuro de plata slido reacciona con una solucin de cido clorhdrico y produce cloruro de plata slido y el sulfurode hidrgeno gaseoso.Ag2S (s) + 2 HCl (aq) 2 AgCl (s) + H2S (g)1 molcula Ag2S 2 molculas HCl 2 molculas AgCl 1 molcula H2S1 mol Ag2S 2 mol HCl 2 mol de AgCl 1 mol de H2S248 g 2 36,5 g 2 143,5 g 34 gNota. Aunque desde un punto de vista estricto sera ms correcto nombrar el Ag2S y el AgCl como especies qumi-cas, en la prctica se mantiene el trmino molcula.


SOLUCIONARIO

SOLUCIONARIO

49. Extrae toda la informacin que aporta el modelo molecu-lar de la siguiente reaccin qumica sabiendo que esplata y , oxgeno.6 Ag2O (s) 3 O2 (g) + 12 Ag (s)6 molculas 3 molculas 12 molculas6 mol 3 mol 12 mol2 232 g 32 g 4 108 g464 g de Ag2O se descomponen formando 32 g de O2 y 432 g de Ag.

51. La siguiente reaccin qumica entre gases transcurre sin variar la presin ni la temperatura. 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)

a) Halla el nmero de molculas de NO necesarias para obtener 50 molculas de NO2.b) Qu relacin guardan los volmenes de O2 y de NO que reaccionan?c) Determina los gramos necesarios de NO para obtener 276 g de NO2.a) 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)

50 molculas 25 molculas 50 molculasb) 2 volmenes 1 volumen 2 volmenes

c) El dato, 276 g de NO2, se expresa en moles: . Dado que 6 mol de NO producen

6 mol de NO2, se necesitan 6 mol de NO, equivalentes a: 6 (mol) 30 (g/mol) = 180 g

52. La casiterita contiene un 80% de xido de estao (IV), SnO2, y es el mineral que se utiliza para su extraccin. Sireaccionan 50 g de casiterita:

SnO2 (s) + C (s) Sn (l) + CO2 (g)a) Cuntos gramos de carbono se han utilizado? b) Qu cantidad de estao se habr producido?

a) En 50 g de casiterita hay 50 0,8 = 40 g de SnO2; . Se necesita 1 mol de C

por cada mol de SnO2, luego se necesitan: 0,27 mol de C = 0,27 (mol) 12 (g/mol) = 3,2 g de C b) Cada mol de SnO2 produce 1 mol de Sn, luego se producirn: 0,27 mol de Sn = 0,27 (mol) 118,7 (g/mol) = 32 g

de Sn

53. Dada la ecuacin qumica: 2 H2S (g) + 3 O2 (g) 2 SO2 (g) + 2 H2O (g):a) Cuntos moles de dixido de azufre y de agua se formarn a partir de 20 mol de sulfuro de hidrgeno?b) Cuntos moles de oxgeno sern necesarios?

a) Se forman 20 mol de SO2 y 20 mol de H2O. b) Se necesitan:

54. La oxidacin del hierro es un proceso que est representado por esta ecuacin qumica:2 Fe (s) + O2 (g) 2 FeO (s)

a) En una reaccin de este tipo reaccionan 32 g de oxgeno. b) Calcula cunto xido de hierro (II) se formar.c) Cunto hierro es necesario? Qu sucede si se aade ms hierro?a) Se forman 2 mol de FeO por cada mol de O2. Como 32 g de O2 son 1 mol, se forman: 2 (mol) 72 (g/mol) = 144 g

de FeOb) Cada mol de O2 necesita 2 mol de Fe, es decir: 2 (mol) 56 (g/mol) = 112 g de Fe. Si se aade ms hierro, el exce-

so aadido no reacciona y queda inalterado.

55. Teniendo en cuenta la reaccin qumica representada por la ecuacin: 4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s)Es posible obtener 1920 g de Fe2O3 a partir de 1344 g de hierro?

1344 g de Fe = ; ; 24 mol de Fe producen 12 mol de Fe2O3.

56. Seala cules de las siguientes reacciones qumicas son exotrmicas y cules endotrmicas. a) Formacin de ozono en las altas capas de la atmsfera. d) Respiracin celular.b) La combustin. e) Electrlisis.c) La reaccin entre el hidrxido de sodio y el cido actico.Para informarte puedes consultar en internet: http://www.e-sm.net/fq3eso49 y http://www.e-sm.net/fq3eso50. La reaccin a es endotrmica; la b, exotrmica; la c, exotrmica; la d, exotrmica; y la e, endotrmica.

19201920

160122 3g Fe O

gg mol

molde = =( )( / )

134456

24( )

( / )g

g molmol=

20 32

30 2 = moldeO

1150 7 40

(mol SnO )0,27 mol SnO2 2

, ( ) ( )gx

gx= =

146 276

(molNO )6 molNO2 2

( ) ( )gx

gx= =


+

57. En una reaccin, el azufre arde con el oxgeno atmosfrico desprendiendo 297 kJ por cada mol de azufre consu-mido. Teniendo en cuenta que en la reaccin se produce dixido de azufre gaseoso, escribe la ecuacin termoqu-mica correspondiente.S (s) + O2 (g) SO2 (g) + 297 kJ

58. La reaccin de descomposicin del xido de magnesio slido necesita 601,7 kJ por cada mol que se descompone. Sabien-do que en esta reaccin se forman magnesio slido y oxgeno, escribe la ecuacin termoqumica correspondiente.MgO (s) Mg (s) + O2 (g) 601,7 kJ

59. Calcula la energa que se desprende en la combustin representada por esta ecuacin termoqumica, si se hanutilizado 30 mol de oxgeno: C (s) + O2 (g) CO2 (g) + 393,5 kJ/molSe desprenden: 30 (mol) 393,5 (kJ/mol) = 11 805 kJ

60. El metano es el principal componente del gas natural. La ecuacin de la combustin del metano es: CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (l) + 890,3 kJ

a) Qu energa se desprende si se consumen 64 g de metano?b) Cuntos gramos de metano se habrn consumido si se han desprendido 7122,4 kJ?

a) 64 g de metano = , que producen 4 (mol) 890,3 (kJ/mol) = 3561 kJ

b) Para desprender 7122,4 kJ se necesitan de CH4 = 8 16 = 128 g de CH4

61. La reaccin de formacin del metano viene dada por la ecuacin termoqumica siguiente:C (s) + 2 H2 (g) CH4 (g) + 74,81 kJ

a) Qu energa se desprende en la formacin de metano si se utilizan 200 g de hidrgeno?b) Cuntos gramos de carbono sern necesarios?a) 200 g de H2 = 100 mol; producen b) Se necesitan 50 mol de C = 50 (mol) 12 (g/mol) = 600 g de C

62. Seala cules de las siguientes ecuaciones termoqumicas son exotrmicas y cules endotrmicas.a) CaC2 (s) + 2 H2O (l) Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g) + 127,2 kJb) SO2 + O2 (g) SO3 (g) + 98,2 kJc) C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) 2808 kJ 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) d) 2 PbO (s) + 2 SO2 (g) + 830,8 kJ 2 PbS (s) + 3 O2 (g)La a es exotrmica; la b, exotrmica; la c, exotrmica; y la d, endotrmica.

63. Dadas las siguientes ecuaciones termoqumicas:C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) + 1368 kJ

C (s) + H2O (g) CO (g) + H2 (g) 131 kJa) Cul es exotrmica y cul es endotrmica?b) En cul de las dos la energa de los productos es menor que la de los reactivos?a) La primera es exotrmica y la segunda endotrmica. b) En la primera.

65. Dibuja el esquema energtico correspondiente a las siguientes reacciones:a) N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) 180 kJ b) C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O (l) + 2220 kJa) b)

Ep

Er

Ener

ga

qum

ica


2220 kJ

C3H8 (g) + 5 O2 (g)

3 CO2 (g) + 4 H 2O (l)Ep

Er

Ener

ga

qum

ica


N2 (g) + O2 (g)

2 NO (g)

180 kJ

7122 4890 3

8,,= mol

6416

4( )

( / )g

g molmol=


SOLUCIONARIO

SOLUCIONARIO


66. Este es el esquema energtico de la fotosntesis.

a) Se trata de una reaccin exotrmica o endotr-mica? Por qu?

b) Escribe la ecuacin termoqumica correspon-diente.

a) Es una reaccin endotrmica porque se absorbeenerga.

b) CO2 + H2O Hidratos de carbono + O2

67. El alcohol como combustibleEl etanol C2H6O, tambin llamado alcohol etlico, se produce por la fermentacin biolgica de los almidones en loscereales, sobre todo el maz. En la actualidad forma alrededor del 10% de la gasolina producida en Estados Unidos,con lo cual se disminuye la polucin y el uso del petrleo. El tomo de oxgeno de la molcula de etanol reduce lasemisiones de monxido de carbono e hidrocarburos y ayuda a asegurar la combustin completa. Existe el problemade que los azcares y los almidones fermentados para producirlo como combustible son costosos. Sin embargo, seest centrando la atencin en la celulosa de la paja y de los tallos dejados como montculos cuando se siega la mies.El etanol produce en su combustin CO2 cuando se quema y contribuye al efecto invernadero y al recalentamien-to global. No obstante, genera menos dixido de carbono por gramo que la gasolina y puede renovarse todos losaos, mientras que el sol brille y produzca plantas.

Principios de qumica. P. ATKINS Y L. JONESa) Escribe la ecuacin qumica correspondiente a la combustin del alcohol etlico.b) Comprueba la ley de conservacin de la masa a partir de la ecuacin qumica.c) Teniendo en cuenta la reaccin qumica anterior y la de la combustin de la gasolina:

C8H18 (l) + 25/2 O2 (g) 8 CO2 (g) + 9 H2O (g)comprueba que se genera menos CO2 por gramo cuando se utiliza alcohol.

d) Al quemar alcohol la energa desprendida por mol es 1368 kJ, y al quemar gasolina, 5080 kJ. Calcula cul delos dos combustibles genera ms energa por gramo.

e) Escribe las ecuaciones termoqumicas anteriores y sus diagramas energticos.f) Cul es el factor que hace que el alcohol sea menos contaminante que los hidrocarburos?g) Cul es el problema que tiene utilizar el alcohol como combustible, sustituyendo a la gasolina?h) Para que el etanol contribuya perceptiblemente a las necesidades de combustible para el transporte, necesi-

tara tener un balance energtico neto (o tasa de retorno energtico) positivo. Para evaluar su energa neta hayque considerar la cantidad de energa contenida en el producto final (etanol), frente a la cantidad consumidapara elaborarlo. Consulta la pgina: http://www.e-sm.net/fq3eso51 y haz una sntesis sobre el balance ener-gtico del etanol.

i) Valora la siguiente crtica: Los ecologistas han hecho algunas objeciones a muchas prcticas agrcolas moder-nas, incluyendo algunas prcticas tiles para hacer el bioetanol ms competitivo. Los efectos sobre los cam-pos afectaran negativamente a la produccin para consumo alimentario de la poblacin.

a) C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l)b) C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l)

46 g 96 g 88 g 54 gc) C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) C8H18 (l) + 25/2 O2 (g) 8 CO2 (g) + 9 H2O (g)

46 g 88 g 114 g 352 g1 g x 1 g y

x = 1,91 g de CO2 por gramo de alcohol quemado y = 3,09 g de CO2 por gramo de gasolina quemadod) C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) + 1368 kJ C8H18 (l) + 25/2 O2 (g) 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) + 5080 kJ

46 g 1368 kJ 114 g 5080 kJ1 g x 1 g y

x = 29,74 kJ/g de alcohol y = 44,56 kJ/g de gasolina (ms la gasolina)

e) C2H6O (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) + 1368 kJ C8H18 (l) + O2 (g) 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) + 5080 kJ

E = EP ER = 1368 kJ E = EP ER = 5080 kJ

Luz, clorofila

252

ErEp

Ener

ga

qum

ica


1368 kJC2H6O (l) + 3 O2 (g)

2 CO2 (g) + 3 H 2O (l)

252C8H18O (l) + O2 (g)

Er

Ep

Ener

ga

qum

ica


5080 kJ

8 CO2 (g) + 9 H 2O (g)

Energa qumica


E = Ep _ Er = _393 kJ

Productos

Reactivos

CO2

C + O2

Ep

Er


SOLUCIONARIO

INTERACCIONA CON EL ENTORNOEl airbag

1. Termina de ajustar la ecuacin qumica correspondiente al proceso descrito: 2 NaN3 (s) Na (s) + N2 (g)2 NaN3 (s) 2 Na (s) + 3 N2 (g)

2. Una vez ajustada, comprueba la ley de conservacin de la masa. Para ello, consulta las masas atmicas en el sis-tema peridico.2 NaN3 (s) 2 Na (s) + 3 N2 (g)2 65 (g) 2 23 g 3 28 g

3. Si en la bolsa hay 100 g de azida de sodio, qu masa de nitrgeno se obtiene? Sabiendo que la densidad del nitr-geno a 0 C y 1 atm es de 1,25 kg/m3, halla el volumen de nitrgeno que se produce.

Esta cantidad produce:

Esta masa ocupa un volumen:

4. Aunque la azida es estable a temperatura ambiente, si esta se eleva por encima de los 275 C tiene lugar la reac-cin de forma muy rpida. La manera de conseguir esta temperatura es la siguiente: a consecuencia del choque,una bolita metlica acciona un circuito elctrico que enciende una mezcla de boro y nitrato sdico (B + NaNO3). Elcalor producido en esta reaccin pone en marcha el proceso de la azida. Haz una descripcin por pasos de todo elproceso, desde el impacto del coche hasta el inflado del airbag.Impacto Movimiento inercial de la bolita Chispa del circuito elctrico Reaccin del boro Reaccin de laazida Hinchado del airbag

5. Cul de esos pasos viene descrito por esta grfica?Qu nombre reciben este tipo de reacciones?La reaccin del boro.Son reacciones exotrmicas.

6. La palabra azida se escribe con zeta porque procede de zoe. Busca el significado de las palabras: zoe, azoemiay azoato. Qu tienen todas ellas en comn? El elemento nitrgeno.

7. Es cierto que los airbags han salvado muchas vidas, sinembargo, en algunos casos, han causado heridas graves yhasta mortales. Qu significa la etiqueta de la figura, pega-da en el asiento del pasajero? A qu se debe esa instruccin?A la necesidad de proteger a los nios de la accin del airbag.Imagina que tienes un hermano muy pequeo y que debesasesorar a tus padres sobre la seguridad de los nios enel automvil. Investiga en la pgina siguiente:http://www.e-sm.net/fq3eso52 y explcaselo con detalle. La industria ha sumado avances a la seguridad en la conduccin, como los frenos ABS, los reposacabezas o la ins-talacin de airbags, pero su efectividad real est condicionada por el uso correcto de otro utensilio esencial. Cules? Sin l, el propio airbag resultara peligroso. Por qu? El cinturn de seguridad. En caso de colisin sin cinturn de seguridad, el impacto contra el airbag sera fatal.

Vkg

kg mm= =0 0647

1250 052

3

3, ( )

, ( / ),

154 32

2 31 2 31 28 64 72,

, , , = = =molde N g100

10065

154 3gg

g molmolde NaN= =( )

( / ),

PON A PRUEBA TUS COMPETENCIAS

f) El tomo de oxgeno de la molcula de etanol reduce las emisiones de monxido de carbono e hidrocarburos yayuda a asegurar la combustin completa.

g) El problema es que los azcares y los almidones fermentados para producirlo como combustible son costosos.h) Para evaluar la energa neta del etanol hay que considerar la cantidad de energa contenida en el producto final

(etanol), frente a la cantidad de energa consumida para hacer el etanol (como por ejemplo el diesel usado entractores). No tiene sentido obtener 1 L de etanol si para ello se requiere quemar 2 L de gasolina (o de etanol).

i) Respuesta libre.

Energadesprendida

E (J)

t (min)

Producto

Reactivo

PELIGRO!No coloque asientos para nios en el asiento delantero con el AIRBAG conectado


Autora: Mariano Remacha, Jess A. Viguera, Antonio Fernndez Roura, Alberto Sanmartn Edicin: Antonio Fernndez-Roura Correc-cin: David Blanco Ilustracin: Domingo Duque, Jurado y Rivas Diseo: Pablo Canelas, Alfonso Ruano Maquetacin: Grafilia S.L. Coordinacin de diseo: Jos Luis Rodrguez Coordinacin editorial: Nuria Corredera Direccin editorial: Ada Moya

Cualquier forma de reproduccin, distribucin, comunicacin pblica o transformacin de esta obra solo puede ser realizada con la autori-zacin de sus titulares, salvo excepcin prevista por la ley. Dirjase a CEDRO (Centro Espaol de Derechos Reprogrficos, www.cedro.org) sinecesita fotocopiar o escanear algn fragmento de esta obra.

Ediciones SM

SOLUCIONARIO

8. Dividid la clase en dos grupos para un debate: uno de ellos a favor de las multas que la polica de trfico imponepor ciertas infracciones relacionadas con la seguridad en los automviles. El otro grupo tiene que defender queno debera haber multas por este concepto. (Es necesario que, antes del debate, cada grupo se asesore adecua-damente).Actividad libre.

LEE Y COMPRENDEAguas duras, aguas blandas

1. Explica qu caracteriza a las llamadas aguas duras.Una concentracin relativamente grande de iones Ca2+, Mg2+ y otros cationes divalentes.

2. Qu consecuencias tienen sobre las superficies las incrustaciones de CaCO3?El CaCO3 slido recubre las superficies, reduciendo la eficiencia del calentamiento. Estos depsitos, llamados incrus-taciones (sarro), limitan la eficiencia de la transferencia de calor y reducen el flujo de agua por los tubos, pudien-do llegar a obstruirlos.

3. Explica el proceso de ablandamiento del agua y justifica su necesidad para mantener el funcionamiento de algu-nos aparatos domsticos.En el ablandamiento de aguas municipales a gran escala se utiliza el proceso de cal-carbonato. El agua se tratacon cal, CaO (o cal hidratada, Ca(OH)2), y carbonato de sodio, Na2CO3. Estas sustancias precipitan el Ca2+ en formade CaCO3 y el Mg2+ como Mg(OH)2.El intercambio de iones es un mtodo domstico tpico para ablandar el agua. En este procedimiento se hace pasarel agua a travs de un

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