EJERCICIOS DE ESTEQUIOMETRIA
ALUMNO/A:
____________________________ Curso:
3ro. BGU-BI Paralelo: …….
CUESTIONARIO
PARA EXAMEN 3er PARCIAL 2do QUIMESTRE
EJERCICIOS
DE APLICACIÓN
TEMA: TRANSFORMACIONES
QUÍMICAS. ESTEQUIOMETRÍA.
LAS REACCIONES QUÍMICAS.
1.
Señala las respuestas
con “V” o “F”
Se produce un
cambio químico:
a) Cuando las moléculas se agrupan manteniendo sus propiedades..(…….)
b) Cuando
dos
moléculas
se
rompen y sus
átomos
se reorganizan para
formar otras
moléculas
con
propiedades diferentes……….(……)
c) Cuando las moléculas que forman
un bloque de hielo se separan unas de otras y dan
lugar a agua líquida.
………..(…..)
d) Cuando el oxígeno disuelto en el agua se une a los átomos de hierro de un ancla y
forma estructuras rugosas color marrón………(…….)
2.
Indica cuáles son los
reactivos y productos de la reacción química representada por la ecuación siguiente, y
señala en qué estado de agregación aparecen.
Mg (s) + 2 HCl (aq)
MgCl2 (aq) + H2 (g)
3.
Escribe la ecuación
química correspondiente
a
la descomposición
del
óxido
de mercurio
(II),
sólido, en
mercurio elemental líquido y oxígeno molecular gaseoso.
…………………………………………………………………………..
4. El cinc metálico reacciona con el ácido clorhídrico (cloruro de hidrógeno disuelto en agua) según la ecuación ajustada siguiente:
Zn (s) + 2 HCl (aq) = ZnCl2 (aq) + H2 (g)
a) ¿El ZnCl2 aparece disuelto en agua o como un
sólido precipitado en el
fondo?...................................
b) ¿En qué estado físico se encuentra el
hidrógeno producido?.................................
c) ¿Cuáles son los reactivos y cuales los productos? ……………………………………. ……………………………
5.
El óxido de calcio se combina con el agua para dar hidróxido de calcio. ¿Cuáles son los reactivos y cuáles los productos? Escribir la ecuación química.
AJUSTE DE UNA ECUACCIÓN QUÍMICA
6.
Ajusta las siguientes ecuaciones:
CH4 + O2 = CO2 + H2O
Fe2O3 + C = Fe + CO2
H2 + O2 = H2O
Fe + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2
7.- Ajustar las reacciones siguientes:
- NH3(g) = N2(g) + H2(g)
- SO2(g)+ O2(g)= SO3(g)
- PdCl2(aq) + HNO3(aq) = Pd(NO3)2(s) + HCl(aq)
- Ca (s) + H2SO4 (aq) = CaSO4 (aq) + H2 (g)
8.- Ajusta las siguientes ecuaciones:
- C2H4 + O2 = CO2 + H2O
- C3H6 + O2 = CO2 + H2O
- Cl2 + O2 = Cl2O3
- Mg + O2 = MgO
- HNO3 + NH3 = NH4NO3
- Cl2O3 + H2O = HClO2
9.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por tanteo:
- HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + H2O
- Zn (s) + HCl (aq) = ZnCl2 (aq) + H2 (g)
- PCl3 + H2O = H3PO3 + HCl
- O2(g) + CO(g) = CO2(g)
- Na(s) + Cl2(g) = NaCl(g)
10.- Ajusta las ecuaciones químicas siguientes por el método de coeficientes indeterminados:
- Al4C3 + H2O =Al(OH)3 + CH4
- I2 + HNO3 = HIO3 + NO2 + H2O
- BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + HCl
11.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por el método de coeficientes indeterminados: (2.11)
- CaC2 + H2O = C2H2 + Ca(OH)2
- C2H2 + O2 = CO2 + H2O
- CS2 + Cl2 = CCl4 + SCl2
12.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas por el método de coeficientes indeterminados.
- Al2S3 (s) + H2O (l) = Al (OH)3 (aq) + H2S
- NH3 (g) + O2 (g) = NO (g) + H2O (g)
- KI + Pb(NO3) = KNO3 + PbI2
- C6H12O6 + O2 = CO2 + H2O
13.- Ajusta las siguientes ecuaciones químicas
utilizando, si es
preciso, el
método
de los coeficientes
indeterminados: (2.15)
- BCl3 + P4 + H2 = BP + HCl
- HClO4 + P4O10 = H3PO4 + Cl2O7
- Na2CO3 + C + N2 = NaCN + CO
- Zn + SO2 = ZnS2O4
CALCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS.
CALCULOS CON MASAS.
14.- El pasó final
en la producción del metal cromo consiste en la reacción del óxido de cromo (III) con silicio
a alta temperatura:
2 Cr2O3 (s) + 3 Si
(s) = 4 Cr (s) + 3 SiO2 (s)
a) ¿Cuántos moles de Si reaccionan
con 5 moles de Cr2O3? ……………………………………………..
b) ¿Cuántos moles de cromo metálico se forman? (15.15) …………………………………. Sol: 7,5 moles; 10 moles.
15.- El clorato de potasio, KClO3, se obtiene por la acción del cloro sobre una disolución de hidróxido de potasio
KOH en caliente, según la
reacción:
KOH + Cl2 = KClO3 + KCl + H2O
a)
Ajusta la ecuación
química.
b)
Calcula la cantidad de KClO3, en
mol, que se obtiene al reaccionar 10 mol
de
KOH con la cantidad suficiente de Cl2.
c)
Calcula la cantidad
de
cloro, en mol, que reacciona completamente con 5 mol de hidróxido de potasio.
Sol: 1.67 mol; 2.5 moles.
16.- ¿Qué masa y cantidad de sulfuro de cobre se obtiene al hacer reaccionar 64 g de azufre con la cantidad
adecuada de cobre? Sol:
191 g y 2 moles.
17.- ¿El hidrógeno y el oxígeno moleculares reaccionan entre sí para formar agua. a) Escribe y ajusta la reacción.
b)
¿Cuántos moles y gramos de agua se formarán
a partir de 100 g de hidrógeno?(3º.6.106) Sol: 900 g y 50 moles.
18.- En un horno se produce la siguiente reacción:
Bi2S3 + O2 Bi2O3 + SO2
a)
Ajusta la ecuación
química.
b) Calcula la masa de Dióxido de azufre, que se obtiene al
reaccionar 1 kg
de
Bi2S3 con la cantidad
suficiente de O2.
c) Calcula la masa de oxigeno, que reacciona completamente con 5 mol de Bi2S3. Sol:
374,4 g SO2 ;
720 g O2.
19.- El amoniaco se descompone en nitrógeno e hidrógeno, ambos en estado gaseoso.
a) Escribe la ecuación de la reacción
ajustada.
b.
Calcula la cantidad de hidrógeno que se desprende en
la descomposición
de
68 g de amoníaco.
c) ¿Cuántas moléculas de hidrógeno se desprenden? Sol:
6 moles y 3,61 · 1024 moléculas
20.- A partir de la ecuación ajustada C + O2 CO2 , calcula:
a) La masa y cantidad de oxígeno necesaria para reaccionar con
10
g de carbono.
b. La masa y cantidad de dióxido de carbono que se obtendrá en el caso anterior.
c) La cantidad de partículas de oxigeno que reaccionan y de dióxido de carbono que se desprenden.
Sol: a) 26,7 g y 0,83 moles; b) 36,7 g de CO2 y 0,83 moles c) 5·1023 partic.
21.- Cuando reacciona el magnesio (MMg=24,3 u) con el oxígeno (Mo = 16 u) se produce óxido de magnesio.
Escribe y ajusta la reacción:
a) ¿Qué masa y cantidad de óxido se obtiene si partimos de 200 g de magnesio?
c) ¿Qué masa y cantidad
de
oxígeno se consume en
el
caso anterior?
c) ¿Cuántas moléculas de oxígeno reaccionan
cuando se obtiene 1 mol
de
óxido?
Sol:
331,7 g y 8,23 moles; 131,7 g y 4,11 moles;
3,02·1023 moléculas
22.- La aspirina C9H8O4, se obtiene por reacción del ácido salicílico, C7H6O4, con anhídrido acético, C4H6O9. La
ecuación de la reacción es:
C7H6O3 + C4H6O3 = C9H8O4 + C2H4O2
a)
¿Cuántos gramos de cada reactivo se necesitan para obtener 50 g de aspirina?
b) ¿En qué proporción están estos reactivos en
la mezcla original? Sol: 38,33 g; 28,33 g.
23.- Las caretas de oxígeno, utilizadas en las emergencias, contienen superóxido de potasio, KO2, el cual reacciona con
el
CO2 y el agua del
aire
exhalado dando oxígeno, según
la
ecuación:
KO2 (s) +
H2O (g) + CO2 (g) = KHCO3 (s) + O2 (g)
Si una persona con
una
de estas caretas exhala 0,7 g
de
CO2 por minuto, ¿cuántos gramos de H2O se consumen
en media hora? Sol:
4.29 g.
24.- Por combustión del gas propano (C3H8) se forman 120 moles de dióxido de carbono. Calcula la masa de gas
propano que se necesita. Sol: 1760 g.
25.- Por combustión
del
gas pentano (C5H12) se forman 50 g de vapor de agua. Calcula la masa de gas pentano que
se necesita. Sol: 33.12g.
CÁLCULOS CON VOLUMEN
29.- El peróxido de bario se descompone a temperaturas altas de acuerdo con la ecuación química:
2 BaO2 (s) 2 BaO (s) + O2 (g)
Si el oxígeno liberado al calentar 10 g de peróxido de bario se recoge en un recipiente de 1 litro, a 27ºC, ¿Cuál
será
la presión
del oxígeno en el
recipiente? Sol: 0,726 atm.
30.- Calcula el volumen de CO2, medido en condiciones normales, que se obtiene a partir de 25 g de CO. (15.3)
Sol: 20 L.
31.- ¿Cuántos litros de CO2 medidos en c.n se obtendrían en la combustión de 20 kg de gas butano C4H10? (2.29)
Sol: 30.877,2 l.
32.- La combustión de pólvora negra (KNO3) produce dióxido de carbono y nitrógeno.
Determina cuántos litros de gas medidos en
c.n se desprenden
en la combustión
de
50 g de pólvora según la ecuación: (2.32)
Sol: 22,18 l.
KNO3 (s) + C (s)+ S
(s) = K2S (s) + CO2 (g) + N2 (g)
33.- En la fotosíntesis el CO2 de la atmósfera se convierte en O2 según la reacción:
CO2 + H2O C6H12O6 + O2
a)
Ajusta la reacción.
b) ¿Cuántos gramos de O2 se obtienen en
la fotosíntesis de 10 litros de CO2 medidos en c.n? (2.27) Sol: 14,4 g.
34.- El ácido sulfúrico reacciona con el cloruro de sodio, y se obtiene cloruro de hidrógeno gas e hidrogeno sulfato
de
sodio, que queda disuelto.
Calcula:
a) La masa de cloruro de sodio que se requiere para
obtener 2 litros de cloruro de hidrógeno medidos en c.n.
b) La cantidad
de
sustancia, expresada en mol
de
ácido sulfúrico, que se necesita para el
proceso.
Datos: Cl (35,5u); Na (23u) Sol: 5,2 g; 0,089 mol.
35.- ¿Qué volumen de oxígeno medido a 25 ºC y 700 mmHg se necesita para quemar 10 litros de butano (C4H10) a la misma temperatura y presión de 1 atm? (2.3) Sol: 69 L.
36.- ¿Qué volumen de amoniaco medido a 30 ºC y 650 mmHg se necesita para obtener 20 litros de vapor de agua
a la
misma temperatura y presión de 1 atm? De acuerdo a la siguiente reacción (Ajustar previamente)
Datos: N (14); H (1); O (16).
Sol: 15,5 l
NH3 (g) + O2 (g) NO (g) + H2O (g)
REACTIVO LIMITANTE.
43.- Identifica el reactivo limitante en cada una de las combinaciones de reactivos indicadas en las siguientes
ecuaciones químicas ajustadas:
a) SnO2
|
+
|
2 C
|
=
|
Sn
|
+
|
2 CO
|
(3 moles)
|
(7 moles)
|
b) 4 P
|
+
|
5 O2
|
=
|
2 P2O5
|
(6 moles)
|
(7 moles)
|
c) 2 Fe
|
+
|
3 Br2
|
=
|
2 FeBr3
|
(3 moles)
|
(4,5 moles)
|
44.- El hidrógeno molecular reacciona con el
oxígeno molecular para formar agua.
a) Escribir la ecuación química del
proceso.
b) Si 4 g de hidrógeno reaccionan con 40 g de oxígeno, ¿Se consumirán todas las masas de los reactivos?
¿cuánta masa sobrará y de qué sustancia? Sol: No;
sobran
8 g
de oxigeno
45.- Se hacen reaccionar 25 g de nitrato de plata con 10 g de ácido clorhídrico. ¿Reacciona todo el nitrato y todo
el ácido? ¿Existe algún
reactivo limitante?
46.- Las soluciones de plata pueden reaccionar con cinc metálico mediante la reacción:
Zn + 2 Ag+ = 2 Ag + Zn+2
Una masa de 100 g
de
cinc se pone en contacto con
7 g de Ag+
a)
Indica si
existe un
reactivo limitante.
b) ¿Queda algo sin
reaccionar? Sol: 98 g Zn.
47.- La hidracina N2H4, se utiliza como combustible en los cohetes espaciales. La ecuación de la reacción de
combustión
de
la hidracina es:
N2H4 (l) + O2 (g) = N2 (g) + 2 H2O (g)
a)
¿Cuántos litros de nitrógeno, medidos en condiciones normales, se formarán a partir de 1 kg
de
hidracina y 1 kg de oxígeno?
b) ¿Cuántos gramos de reactivo en exceso sobrarán? (15.21) Sol: 699,56 l
48.- Se produce una chispa eléctrica en una mezcla de 1kg
de
H2 y 1 kg de O2 que reaccionan
formando agua.
a) Formula y ajusta la reacción.
b) ¿Cuál
es
el reactivo limitante? ¿Cuánta agua se produce? Sol: 1125 g.
49.- Cuando se calienta dióxido de silicio mezclando con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido de carbono. La ecuación
de
la reacción es: (Ajusta la reacción)
SiO2 (s) + C (s) = SiC (s) + CO (g)
Si mezclamos 150 g de SiO2 con 105 g
de
carbono:
a)
¿Cuál es el reactivo limitante?
b) ¿Cuántos gramos del CO se formarán? (15.R5) Sol: 140 g.
50.- Se tratan 6 g de aluminio en
polvo con 50,0 ml de disolución 0,6 M de H2SO4. Calcula:
a) El reactivo que se encuentra en exceso.
b) El volumen
de
hidrógeno gaseoso que se obtendrá en la reacción, medido en
condiciones estándar.
c) La cantidad en gramos de Al2(SO4)3 que se obtendrá por evaporación de la disolución resultante de la reacción. (15.R9) Sol: 0,733l; 3,42 g.
CALCULOS CON REACTIVOS EN DISOLUCIÓN.
51.- Calcula el
volumen
de
una disolución 0,5 M de ácido clorhídrico que se necesita para disolver completamente
una
cinta de magnesio de 1,22 g. Sol: 0,2l.
52.- El ácido selénico (H2SeO4) es un ácido muy oxidante que disuelve no solo la plata (como también lo hace el
ácido sulfúrico, H2SO4), sino incluso el oro, según la
ecuación:
Au (s) +
H2SeO4 (aq) = Au2(SeO4)3 (aq) + H2SeO3 (aq) + H2O (l)
¿Qué volumen
de
ácido selénico 2 M se necesita para disolver 1 g
de
oro? (15.28)
Sol:
7,6 ml
53.- El CaCO3 es el principal ingrediente de ciertas tabletas antiácidos comerciales. En una disolución de HCl, el CaCO3 se disuelve, ya que se produce la reacción:
CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) = CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)
a)
¿Qué volumen de HCl 0,1 M se requeriría para que reaccione totalmente una tableta de 0,540 g, suponiendo
que
esta es de CaCO3 puro?
b) Si para disolver la tableta anterior solo se necesitaron 79 ml de HCl 0,1 M, ¿Cuál es el porcentaje de CaCO3 en
dicha tableta? (se supone que ninguna de las impurezas reacciona con el
HCl? (15.25) Sol: 108 ml; 73,15%.
54.- Se añade un exceso de magnesio a 250 ml de una disolución
de
ácido clorhídrico 0,5M
a) Calcula cuántos gramos de magnesio podrán disolverse.
b) Halla el volumen de hidrógeno desprendido, medido a 25 ºC y 700 mmHg de presión.
Sol:1,52g Mg;1,66
55.- ¿Qué volumen de ácido sulfúrico concentrado de densidad d = 1,84 g/cm3 y 96% de riqueza en peso será necesario para disolver una muestra de 10 g de CaCO3? Indica cuántos gramos de CaSO4 se producirán
y cuántos
litros de CO2 se desprenderán medidos en c. n de presión
y temperatura.
Sol:5,55cm3;13,6g;2,24l.
56.- Un trozo de 100 g de una muestra que contiene cinc reacciona exactamente con 150 cm3 de un ácido clorhídrico de densidad 1,19 g/cm3 y que contiene el 37,23 % en peso de HCl. ¿Cuál es el porcentaje de cinc en la
muestra? Sol: 59,5 %.
57.- Un agua contaminada contiene Pb(NO3)2 disuelto, que reacciona con el
sulfato de sodio según
la ecuación:
Pb(NO3)2 (aq) + Na2SO4 (aq) = NaNO3 (aq) + PbSO4 (s)
Calcula la concentración de Pb(NO3)2 en el agua sabiendo que 500 ml de esta reaccionaron exactamente con 0,450 g de Na2SO4. Sol: 6,34·10-3 mol/l
58.- Al mezclar una disolución acuosa de CaCl2 con otra de AgNO3 se forma un
precipitado de cloruro de plata: CaCl2 (aq) + 2 AgNO3 (ac) = Ca(NO3)2 (aq) + 2 AgCl (s)
Se mezcla un volumen de 15,0 ml de una disolución 0,30 M de CaCl2 con 30 ml de una disolución 0,05 M de AgNO3. Calcula los gramos de AgCl que precipitarán. Sol: 0,215 g.
59.- Sobre 64 g de Al del 95 % de pureza se añaden 1,5 l de disolución de ácido sulfúrico 2 M. Calcula el volumen
de
hidrógeno desprendido a 20 ºC y 706 mmHg
de
presión.
Sol:
77,59 l.
CALCULOS CON REACTIVOS IMPUROS.
60.- Se hacen reaccionar 22,75 g de Zn que contiene un 7,25 % de impurezas con HCl suficiente. Calcula la masa
de
H2 desprendida.
Dato: Masa atómica Zn
= 65,38 u. Sol:
0,645 g.
61.- Calcula la cantidad de cal viva (CaO) que puede obtenerse a partir de 250 kg de piedra caliza que contiene 90
% de carbonato cálcico puro.
La
reacción es: Sol:
126
kg.
CaCO3 = CaO + CO2
62.- Por tostación de una pirita del 75% de pureza se obtiene óxido férrico según la reacción:
FeS2 + O2 = SO2 + Fe2O3
a)
Ajusta la reacción.
b) Calcula el óxido férrico obtenido a partir de 5 T de pirita.
Sol: 2.497.913g
63.- La hidracina (N2H4) y el peróxido de hidrógeno (H2O2) se usan juntos como combustible para cohetes. En la reacción
entre ambos se producen N2 y H2O.
a) Formula y ajusta la reacción.
b) ¿cuánto peróxido de hidrogeno con
el
90% de pureza debe mezclarse con
cada gramo de hidracina.
Sol: 2,36 g.
64.- Determina el grado de pureza de un mármol (CaCO3) si al descomponerse 125 g del mismo se desprenden 20 litros de dióxido de carbono medidos a 15 ºC y 1 atm. (2.31)
Sol: 68%.
65.- Al descomponer tres gramos de carburo de aluminio con agua caliente se recogen 1,25 l de metano a 25 ºC y
800 mmHg. Determina el grado de pureza del carburo de aluminio sabiendo que la reacción producida es: (2.36)
Al4C3 + H2O = Al(OH)3 + CH4 Sol: 81.6%.
RENDIMIENTO
DE
LAS REACCIONES QUÍMICAS.
66.- Para Obtener bromobenceno, C6H6Br se mezcla benceno C6H6, con
bromo Br2, según
la reacción:
C6H6 + Br2 = C6H5Br + HBr
a) Calcula la cantidad
teórica de bromobenceno obtenida a partir de 30 g de benceno y un exceso de bromo.
b) Si solo se obtienen 56,7 g
de
bromobenceno, ¿cuál es el rendimiento porcentual
de
la reacción? (15.R7) Sol: 60,35 g; 93,95%
67.- El óxido de titanio (IV), TiO2, es una sustancia blanca, muy utilizada como pigmento en pinturas, que se
produce por adicción
sulfúrico sobre el mineral
ilmenita (FeTiO3):
FeTiO3 + H2SO4 = TiO2 + FeSO4 + H2O
En un proceso determinado, se obtuvieron 734 kg de TiO2 a partir de 1600 kg de FeTiO3. ¿Cuál fue el rendimiento de la operación? Sol: 87,1 %.
68.- Cuando 42,4 g de óxido de hierro (II) reaccionaron con un exceso de monóxido de carbono, se forman 28,9 g
de
hierro. La ecuación de la reacción es:
Fe2O3 (s) + CO
(g) = Fe (s) + CO2 (g)
¿Cuál es el
rendimiento porcentual
de
la reacción? (15.32) Sol: 97,45%
69.- Mediante la descomposición térmica de 40 kg
de clorato
de potasio del
98%
de riqueza en
KClO3, se obtuvieron 15,6 kg de cloruro de potasio.
Calcula el rendimiento de la reacción. Sol: 65,44%.
70.- A partir de 100 g de KClO3 se obtuvieron a 18 ºC y a la presión de 750 mmHg, 20 l de oxígeno. ¿Cuál fue el
rendimiento de la reacción? (2.57)
Sol: 67,6%.
KClO3 = KCl + O2 (ajusta la reacción)
71.- Para la obtención de bromobenceno se hacen reaccionar 250 cm3 de benceno (d=0,89 g/cm3) en exceso de bromo.
C6H6 + Br2 = C6H5Br + HBr
Determina el
peso de bromobenceno obtenido si el rendimiento de la reacción es del
65
%. (2.56)
Sol: 291,10 g
72.- El alcohol
amílico se quema a través de la siguiente reacción:
C2H11OH + O2 = CO2 + H2O
a)
¿Cuántos gramos de CO2 se obtendrán
por gramo de alcohol
quemado?
b)
¿Cuántos moles de O2 reaccionaran con
un
mol de alcohol?
c) ¿Cuántos
litros
de CO2 se obtendrán
en condiciones normales
a
partir de
un
mol de
alcohol? ¿Y
a
la
temperatura de 20ºC si
el
rendimiento es del 95%? Sol: 4,23g; 7,5 moles; 111,9 l; 114,1l.
73.- La lanzadera espacial utiliza aluminio metálico y perclorato de amonio, NH4ClO4, como combustible sólido de
sus
cohetes reutilizables. La ecuación
ajustada de la reacción es:
3 Al (s) + 3 NH4ClO4 (s) = Al2O3 (s) + AlCl3 (s) + 3 NO (g) + 6 H2O (g)
La mezcla de reacción contiene 5,75 g de Al y 7,32 g de H4ClO4.
a) ¿Cuál es la masa teórica del
cloruro de aluminio formado?
b) ¿Si
se forman 1,87 g de AlCl3, ¿cuál es el
rendimiento de la reacción? (15.34)
Sol: 67,5%
74.- La aspirina C9H8O4, se produce a partir del ácido salicílico, C7H6O3, y el anhídrido acético,
C4H6O3: C7H6O3 + C4H6O3 = C9H8O4 + C2H4O2
a)
¿Cuánto ácido salicílico se requiere para producir 100 kg de aspirina, suponiendo que todo el ácido salicílico se convierte en
aspirina (Rendimiento 100%)?
b) ¿Cuál es el rendimiento de la reacción si se obtienen 182 kg de aspirina a partir de 185 kg de ácido salicílico y
125 kg
de
anhídrido acético? (15.35) Sol: 76,67 kg; 75,4%
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