EJERCICIOS TEMA1 - 20120921_125742

QUÍMICA GIEAI CURSO 2010-2011

1

EJERCICIOS TEMA 1. PROPIEDADES DE LA MATERIA. MEDIDA

Entre paréntesis viene expresado el número del ejercicio correspondiente al capítulo 1 del libro de Química General de Petrucci, Harwood y Herring 8ª Ed.

1. Explique las diferencias importantes entre cada par de términos: (Ej 3) a) Masa y peso b) Propiedad extensiva e intensiva c) Sustancia pura y mezcla d) Precisión y exactitud

2. Realice las siguientes conversiones: (Ej 5)

a) 0,127 L= mL b) 15,8 mL= L c) 981 cm3= L d) 2,65 m3= cm3

3. El etilenglicol, un anticongelante líquido, tiene una densidad de 1,11 g/mL a 20 °C. (Ej

12) a) ¿Cuál es la masa en gramos de 452 mL de etilenglicol? b) ¿Cuál es la masa en kilogramos de 18,6 L de etilenglicol? c) ¿Cuál es el volumen en mililitros ocupado por 65,0 g de etilenglicol? d) ¿Cuál es el volumen, en litros, ocupado por 23,9 kg de etilenglicol?

4. Una marca de vinagre contiene 5,4% en masa de ácido acético. ¿Cuál es la masa, en

gramos, de ácido acético, en una libra de este vinagre? (1 lb= 453,6 g) (Ej 14)

5. Exprese los siguientes números con la notación exponencial (Ej 17) a) 8950 b) 10700 c) 0,0240 d) 0,0047 e) 938,3 f) 275482

6. Exprese cada uno de los siguientes números con cuatro cifras significativas (Ej 20)

a) 3984,6 b) 422,04 c) 186000 d) 33900 e) 6,321×104 f) 5,0472×10-4

7. Sugiera transformaciones físicas para separar las siguientes mezclas: (Ej 36)

a) Limaduras de hierro y virutas de madera b) Vidrio molido y sacarosa (azúcar de caña) c) Agua pura a partir de una mezcla de hielo y sal d) Escamas de oro y agua

Página 1


2

8. Realice los siguientes cálculos expresando los resultados con el número adecuado de cifras significativas (Ej 41) a) 38,4×10-3×6,36×105=

b) !,#$%!&'%(,)*%!&+,-.,/%!&+01' =

c) 24,6 5 18,35 : 2,98 < d) -1,646 % 10>1 : -2,18 % 10/1 5 -1,36 % 10# % 5,17 % 10@/1 <

e) @),/.%!&+,AB-),/.%!&+,1'A#-!,&&1-/,)%!&+C1/%-!,&&1 <

9. Una unidad de masa que no es del SI, utilizada en farmacia, es el grano (gr) (15 gr=1,0

g). Una tableta de aspirina contiene 5,0 gr de aspirina. Un paciente artrítico de 155 lb de peso toma dos tabletas de aspirina diarias. (Ej 50) a) ¿Qué cantidad de aspirina, expresada en miligramos, hay en las dos tabletas? b) ¿Cuál es la dosis de aspirina expresada en miligramos por kilo de peso? c) Con esta dosis diaria de tabletas de aspirina, ¿cuántos días tardaría en consumir 1,0

lb de aspirina?

10. En un libro de referencia de ingeniería, se encuentra que la densidad del hierro es 0,284 lb/in3. ¿Cuál es la densidad en g/cm3? (Ej 52)

11. Una disolución acuosa que contiene 12,0% en masa de hidróxido de sodio, tiene una densidad de 1,131 g/mL. ¿Qué volumen, en litros, de esta disolución, debe utilizarse si se necesitan 3,50 kg de hidróxido de sodio? (Ej 72)

12. Una disolución utilizada para clorar una piscina contiene un 8% en masa de cloro. Un nivel de cloro ideal para la piscina es una parte por millón (1ppm) (1 ppm significa 1 g de cloro por 1 millón de gramos de agua). Si se suponen densidades de 1,10 g/mL para la disolución de cloro y 1,00 g/mL para el agua de la piscina, ¿qué volumen, en litros, de disolución de cloro, se necesita para conseguir un nivel de cloro de 1 ppm en una piscina de 18000 galones de capacidad? (Ej 74)

Página 2


3

EJERCICIOS TEMA 1. LOS ÁTOMOS Y LA TEORÍA ATÓMICA


13. Una muestra de 1,205 g de potasio reacciona con 6,815 g de cloro obteniéndose cloruro de potasio como único producto. Después de la reacción quedan 3,300 g de cloro sin reaccionar. ¿Qué masa de cloruro de potasio se formó? (Ej 5)

14. Tres muestras de carbono puro de 3,62; 5,91 y 7,07 g de peso se quemaron en un exceso de aire. Las masas de dióxido de carbono obtenidas, el único producto en cada caso, fueron 13,26; 21,66 y 25,91 g respectivamente. (Ej 9) a) ¿Establecen estos datos que el dióxido de carbono tiene una composición fija? b) ¿Cuál es la composición del dióxido de carbono, expresado en porcentaje de

carbono y porcentaje de oxígeno en masa?

15. El azufre forma dos compuestos con el oxígeno. En el primer compuesto 1,000 g de azufre se combina con 0.998 g de oxígeno y en el segundo, 1,000 g de azufre se combina con 1,497 g de oxígeno. Demuestre que estos resultados son consistentes con la ley de Dalton de las proporciones múltiples. (Ej 10)

16. El fósforo forma dos compuestos con el cloro. En el primer compuesto 1,000 g de fósforo se combina con 3,433 g de cloro y en el segundo, 2,500 g de fósforo se combinan con 14,308 g de cloro. Demuestre que estos resultados son consistentes con la ley de Dalton de las proporciones múltiples. (Ej 11)

17. Dentro de los límites del error experimental, justifique que se cumple la ley de conservación de la masa en el siguiente experimento: se disolvieron 10,00 g de carbonato de calcio (encontrados en la piedra caliza) en 100,0 mL de ácido clorhídrico (d= 1,148 g/mL). Los productos fueron 120,40 g de disolución (una mezcla de ácido clorhídrico y cloruro de calcio) y 2,22 L de dióxido de carbono (d= 1,9769 g/L) (Ej 32)

18. En un experimento, se quemaron 0,312 g de azufre y se obtuvieron 0,623 g de dióxido de azufre como único producto de reacción., En un segundo experimento, se obtuvieron 0,842 g de dióxido de azufre. ¿Qué masa de azufre se ha tenido que quemar en el segundo experimento? (Ej 35)

19. Los siguientes datos se obtuvieron para compuestos de nitrógeno e hidrógeno: (Ej 37)

a) Demuestre que estos datos son consistentes con la ley de las proporciones múltiples b) Si la fórmula del compuesto B es N2H2, ¿cuáles son las fórmulas de los compuestos

A y C?

Página 3


4

20. Hay tres isótopos naturales del magnesio. Sus masas y sus porcentajes de abundancia en la naturaleza son 23,985042 u y 78,99%; 24,985837 u y 10,00%; y 25,982593 u y 11,01%. Calcule la masa atómica media ponderada del magnesio. (Ej 55)

21. Calcule: (Ej 63) a) El número de moles de Rb en una muestra de 167,0 g del metal rubidio b) El número de átomos de Fe en 363,2 kg de hierro c) La masa de una muestra de un billón de átomos de plata metálica d) La masa de un átomo de flúor

22. ¿Cuántos átomos de Ag hay en una joya de plata de ley que pesa 38,7 g? La plata de ley

contiene 92,5% en masa de Ag. (Ej 65)

23. El silicio tiene un isótopo mayoritario, 28Si (27,97693 u, 92,21% abundancia natural), y dos minoritarios, 29Si (28,97649 u) y 30Si (29,97376 u). ¿Cuál es el porcentaje de abundancia natural de los dos isótopos minoritarios? (Ej 83)

Página 4


5

EJERCICIOS TEMA 1. LOS ELECTRONES EN LOS ÁTOMOS


24. Utilice la ecuación de Planck para determinar: (Ej. 12) a) La frecuencia en hercios de la radiación que tiene una energía de 4,18×10-21 J/fotón b) La longitud de onda, en nanómetros, de la radiación con 215 kJ/mol de energía

25. ¿Cuál es el valor de ∆E para la transición de un electrón desde n=5 a n=3 en un átomo

de hidrógeno de Bohr? ¿Cuál es la frecuencia de la línea espectral producida? (Ej. 13)

26. Escriba los valores correspondientes a n y l para cada uno de los siguientes orbitales: (Ej. 16) a) 4s b) 3p c) 5f d) 3d

27. ¿Cuál o cuáles de los siguientes conjuntos de números cuánticos no están permitidos?

¿Por qué? (Ej. 17) a) n= 3 , ℓ = 2, ml = -1

b) n= 2 , ℓ = 3, ml = -1

c) n= 3 , ℓ = 0, ml = +1

d) n= 6 , ℓ = 2, ml = -1

e) n= 4 , ℓ = 4, ml = +4

f) n= 4 , ℓ = 3, ml = -1

28. El espectro del magnesio tiene una línea a 266,8 nm. ¿Cuál o cuáles de estas proposiciones son correctas en relación a esta radiación? Justifíquelo. (Ej. 25) a) Su frecuencia es más alta que la correspondiente a la radiación con longitud de onda

402 nm b) Es visible al ojo c) Su velocidad en el vacío es mayor que la de la luz roja de longitud de onda 652 nm d) Su longitud de onda es más larga que la de los rayos X

29. ¿Cuál es la longitud de onda, en nanómetros, de la luz con un contenido de energía de

de 1799 kJ/mol? ¿En qué región del espectro electromagnético se encuentra esta luz? (Ej. 36)

30. Calcule la longitud de onda de De Broglie, en nanómetros, asociada con una pelota de béisbol de 145 g que se mueve con una velocidad de 168 km/h. ¿Cómo es esta longitud de onda comparada con las dimensiones nucleares o atómicas habituales? (Ej. 53)

Página 5


6

31. Se acelera un protón hasta una velocidad que es la decima parte de la velocidad de la luz, y esta velocidad puede medirse con una precisión de ±1%. ¿Cuál es la incertidumbre en la posición de este protón? (Ej. 57)

32. ¿Qué tipo de orbitales designan los siguientes grupos de números cuánticos? (Ej. 69) a) n=5 , ℓ = 1, ml = 0

b) n= 4 , ℓ = 2, ml = -2

c) n= 2 , ℓ = 0, ml = 0

33. En relación con los electrones distribuidos en capas, subcapas y orbitales de un átomo, ¿cuántos electrones pueden haber en estos casos? (Ej. 71) a) n= 3 , ℓ= 2, ml = 0 y ms = +½

b) n= 3 , ℓ = 2, ml = 0

c) n= 3 , ℓ = 2 d) n= 3 e) n= 3 , ℓ = 2, ms = +½

34. ¿Cuál de los siguientes diagramas orbitales es el correcto para la configuración electrónica del estado fundamental del fósforo? Explique lo que está equivocado en los demás. (Ej. 83)

35. ¿Cuál de los siguientes diagramas orbitales es el correcto para la configuración electrónica del estado fundamental del molibdeno? Explique lo que está equivocado en los demás. (Ej. 84)

Página 6


7

EJERCICIOS TEMA 1. LA TABLA PERIÓDICA. PROPIEDADES PERIÓDICAS


36. Escribe la estructura electrónica de los elementos de números atómicos 11, 14, 35, 38, 54 y contesta: a) ¿A qué grupo del S.P. pertenece cada uno? b) ¿Cuáles son metales y cuáles no metales? c) ¿Qué estados de oxidación serán los más frecuentes para cada uno? d) ¿Cuál será más electronegativo y cuál más electropositivo?

37. A partir de las siguientes densidades, expresadas en g/cm3, de varios elementos en sus estados estándar a 298 K, demuestre que la densidad es una propiedad periódica de estos elementos: Al, 2,699; Ar, 0,0018; As, 5,778; Br, 3,100; Ca, 1,550; Cl, 0,0032; Ga, 5,904; Ge, 5,323; Kr, 0,0037; Mg, 1,738; P, 1,823; K, 0,856; Se, 4,285; Si, 2,336; Na, 0,968; S, 2,069 (Ej. 21)

38. Explique por qué los radios atómicos no aumentan de manera uniforme cuando aumenta el número atómico. (Ej. 27)

39. Ordene las siguientes especies según los radios crecientes: Br, Li+, Se, I־. Razone su respuesta. (Ej. 33)

40. Solamente una de las especies que se dan a continuación tiene electrones desapareados. Indique cuál es y explique su respuesta: F־, Ca+2, Fe+2, S 2־ . (Ej. 43)

41. Los elementos de número atómico Z= 7, 8 y 9 tienen valores de la primera energía de ionización de 1400, 1310 y 1680 kJ/mol, respectivamente. De una explicación razonable a este hecho.

42. ¿Serán paramagnéticos todos los átomos con un número atómico impar? ¿Serán diamagnéticos todos los átomos con un número atómico par? Razone la respuesta. (Ej. 45)

43. Para los siguientes grupos de elementos, seleccione el elemento que tenga la propiedad periódica requerida. (Ej. 51) a) El átomo mayor: Mg, Mn, Mo, Ba, Bi, Br b) La primera energía de ionización más pequeña: B, Sr, Al, Br, Mg, Pb c) La afinidad electrónica más negativa: As, B, Cl, K, Mg, S d) El mayor número de electrones desapareados: F, N, S 2־ . Mg+2, Sc+3, Ti+3

Página 7

EJERCICIOS TEMA1 - 20120921_125742

Documents

Transcript of EJERCICIOS TEMA1 - 20120921_125742