Química 4º ESO

8/4/2019 Química 4º ESO

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COLEGIO RAIMUNDO LULIO

CENTRO CATÓLICO - CONCERTADOFranciscanos T.O.R.

DEPARTAMENTO DE CIENCIASCód. 28013607

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Tema 11. Los átomos y sus enlaces.

1. Justifica mediante los diagramas de Lewis la formación de las moléculas siguientes: PH3, Br2, HBr y

CCl4.

2. Explica cuáles de las siguientes sustancias son iónicas y cuáles covalentes: NaI, CuO, NH3, CaH2,CO2, HI, MgF2, H20, PH3, H2S, Li3N y N2O3.

3. Establece las configuraciones electrónicas de los siguientes átomos e iones:a. 6C, 8O, 26Fe, 35Br, 54Xe, 83Bib. 19K

+, 38Sr2+, 26Fe3+, 12Mg2+ c. 15P

3-, 35Br-, 52Te2-, 9F-, 8O

2-

4. ¿Por qué los gases nobles no reaccionan? Justifica tu respuesta.

5. ¿Qué son los electrones de valencia?

6. ¿En qué consiste el enlace covalente?

7. Un ión tripositivo, X3+, posee la configuración electrónica 1s22s22p6 a. ¿Cuál es el número atómico y símbolo de X?b. ¿A qué período pertenece?

8. Un ión dinegativo, Y

2-

, posee la configuración electrónica 1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

a. ¿Cuál es el número atómico y símbolo de Y?b. ¿A qué período pertenece?c. ¿Cuántos electrones de valencia posee el elemento Y?

9. Dados los elementos de configuración electrónica siguientes. Razona la validez de las afirmaciones:

X 1s22s22p4

Y 1s22s22p63s23p4

Z 1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

4s

2

3d

10

4p

4

a. Pertenecen al mismo grupo.b. Pertenecen al mismo periodo.c. Z pertenece al 4º periodo.d. El número atómico de Y es 15.

10. Escribe las fórmulas de los iones estables que forman los siguientes elementos:a. Li 1s22s1 b. S 1s22s22p63s23p4 c. Kr 1s22s22p63s23p64s23d104p6








11. El radio atómico de un elemento es 2,16 Å.a. Expresa su diámetro en m y nm.b. ¿Cuántos átomos de ese elemento podrán alinearse en una raya de lápiz de ancho 0,4 mm?

12. El boro natural se compone de un 80% del isótopo 11B y el resto del isótopo 10B. Halla la masaatómica del boro.

13. El antimonio tiene dos isótopos estables: 121Sb y 123Sb. Calcula la abundancia de cada uno sabiendoque la masa atómica del antimonio es 121,75.

14. ¿Cuál es el máximo número de electrones que pueden alojarse en cada uno de los siguientessubniveles?

a) 2s b) 3d c) 4s d) 3p e) 4f f) 4d

15. ¿Cuántos subniveles posee el nivel de energía principal n=4? Designa los subniveles con lanomenclatura habitual.

16. La masa atómica del neón es 20,18 y tiene tres isótopos: 20Ne, 21Ne y 22Ne. La abundancia delisótopo 20Ne es de 90,51%. Halla la abundancia de los otros dos isótopos.

17. Justifica, de un modo razonado, si pueden existir en un átomo electrones cuyos números cuánticos(n, l, m y s) sean:

a. (2, -1, 1, ½)b. (2, 1, -1, ½)c. (1, 1, 0, - ½)d. (3, 1, 2, ½)

18. Los isótopos del magnesio natural son , , y sus abundancias relativas 78,10%

10,13% y 11,17% . Calcular la masa atómica media del magnesio.

19. Descubrimos un elemento en el laboratorio y vemos que en una longitud de un cm hay 8 millones deátomos. Determinar su radio expresando su valor en Å y nm.

20. El diámetro de un átomo de carbono es de 1,54 Å. Calcular:a. Número de átomos existentes en un cubo de medio cm de arista, suponiendo que no hay

espacios vacios.b. Número de átomos existentes si el 8% del volumen son espacios vacios.

21. Realiza una tabla con la estructura electrónica atómica de los elementos cuyo nº atómico es: 5, 11,12, 13, 31 y 32. ¿Cuáles de ellos poseerán propiedades químicas parecidas y porqué?

22. Describe las etapas de formación del compuesto iónico FeCl2.








23. Un átomo cuyo radio aproximado es de 3 Fm se emplea para rellenar un cilindro de 2 cm de radio, sisólo se ocupa el 84% ¿Cuántos átomos necesitamos? Si los alineamos ¿qué longitud alcanzarían?








Tema 12. Cálculos químicos.

1. En un recipiente introducimos 6 g de azufre y 8 g de magnesio para la formación del sulfuro demagnesio. Determinar:

a. ¿Se cumple la ley de Lavoisier y de Proust?b. ¿Sobrará algún elemento?c. Composición del recipiente.

2. En un recipiente introducimos 7 g de hierro en presencia de oxígeno. Al cabo de cierto tiempoobservamos que se ha formado óxido ferroso. Determinar:

a. Cantidad de oxígeno consumido.b. Cantidad de óxido formado.

3. En un recipiente introducimos 6 g de bromo y 15 g de calcio para la formación del bromuro cálcico.a. Describe el enlace que tiene lugar.b. Indica sus propiedades.c. Calcula la composición del recipiente.

4. Un gramo de azufre reacciona exactamente con 2,04 g de cinc formándose sulfuro de cinc. Razonacuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas:

a. 1 g de S + 2,04 g de Zn 3,04 g de ZnSb. 2 g de S + 3,04 g de Zn 5,04 g de ZnSc. 2 g de S + 4,08 g de Zn 6,08 g de ZnSd. 1 g de S + 2,04 g de Zn 2 g de ZnS

5. Un rollo de papel de aluminio de cocina pesa 350 g. ¿Cuántos moles y átomos de aluminio contiene?

6. En un mol de dióxido de azufre, SO2, hay un número de moléculas igual a:a. 1b. 64c. 6,02 x 1023 d. 64 x 6,02 x 1023

7. La masa real de una molécula de hidrógeno es:a. 2,016 gb. 2,016 x 6,02 x 1023 gc. 6,02 x 1023 gd. 2,016 u

8. ¿Cuántos moles y moléculas hay en 40 g de sal común, NaCl?

9. ¿Cuántos moles de átomos de oxigeno y de azufre hay en 3 moles de trióxido de azufre, SO3?¿Cuántos átomos de oxígeno y de azufre hay en esos 3 moles?








10. El tetracloruro de carbono, CCl4, es un líquido de densidad 1,6 g/cm3 ¿Cuántos moles y moléculashay en 100 cm3 de este compuesto?

11. Si se dispone de una tonelada de sal común y se consigue extraer de ella todo el sodio contenido,¿Cuántos Kg se podrían extraer?

12. Un recipiente contiene 100 g de agua. Calcular:a. La masa de un átomo de oxígeno expresada en umas y en gramos.b. La masa de un átomo de hidrógeno expresada en umas y en gramos.c. La masa molecular del agua expresada en umas y en gramos.d. La masa de un mol de agua.e. El número de moléculas que hay en el recipiente.f. El número de átomos de cada especie contenidos en el recipiente.

g. La cantidad de oxígeno e hidrógeno que han tenido que reaccionar para conseguir los 100 gde agua.

13. Calcula la masa de 1,03 x 1024 moléculas de sal común.

14. Dada la siguiente reacción:H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

a. Ajusta la reacción y nombra reactivos y productos con todas las nomenclaturas estudiadas.b. Si se nos ha proporcionado 150 g de H2SO4, determinar el número de moles, moléculas y

átomos de cada especie proporcionados.

c. Determina la cantidad de productos obtenidos así como la cantidad de reactivos consumidos.

15. En un recipiente introducimos nitrógeno e hidrógeno para la formación de amoniaco. Las cantidadesobtenidas una vez finalizada la reacción son 30 g de amoniaco y 2 g de nitrógeno. Determinar:

a. Cantidades iniciales.b. Número total de átomos que han sido introducidos en el recipiente.

16. Determinar la cantidad de moles de ácido sulfúrico que hay en un recipiente después de reaccionar10 g de agua con 5 g de anhídrido sulfúrico.

17. Se hacen reaccionar 250 g de carbonato de calcio con un exceso de ácido clorhídrico dando clorurocálcico, dióxido de carbono y agua. Determinar:a. La reacción que ha tenido lugar.b. Los gramos de CO2 obtenidos y el volumen de CO2 en C.N.

18. Cuando se calienta dióxido de silicio con carbono, se forma carburo de silicio (SiC) y monóxido decarbono. Si se mezclan 150 g de dióxido de silicio con 105 g de carbono:

a. ¿Cuál es el reactivo limitante?b. ¿Cuántos moles de SiC se formarán?c. ¿Qué cantidad de reactivo en exceso sobra?








19. Se hacen reaccionar a alta temperatura óxido crómico con silicio obteniéndose cromo y dióxido desilicio.

a. ¿Cuántos moles de silicio reaccionan con 5 moles de óxido crómico?

b. ¿Cuántos moles de cromo se forman?

20. Identifica el reactivo limitante en cada una de las siguientes combinaciones indicadas:a. SnO2 (3 moles) + 2 C (7 moles) Sn + 2 COb. 4 P (6 moles) + 5 O2 (7 moles) 2 P2O5 c. 2 Fe (3 moles) + 3 Br2 (4,8 moles) 2 FeBr3

21. El acetileno, C2H2, arde en presencia de oxígeno originando CO2 y agua.a. Ajusta la ecuación química de la reacción.b. ¿Qué volumen de aire (21% O2) a 17ºC y 750mm de Hg se necesita para quemar 2 Kg de

C2H2?c. ¿Qué cantidad de oxígeno se necesita para quemar los 2 Kg de acetileno?

22. Al reaccionar cloruro de titanio (IV) con magnesio se obtiene titanio y cloruro magnésico. Simezclamos 250 g de TiCl4, con 50 g de magnesio ¿Cuál es el reactivo limitante? ¿Cuántos gramosde MgCl2 se obtendrán?

23. Los objetos de plata en contacto con el aire contaminado con sulfuro de hidrógeno se ennegrecencomo consecuencia de la formación de sulfuro de plata, que es de color negro:

Ag + O2 + H2S Ag2S + H2Oa. ¿Cuántos gramos de H2S y O2 se necesitan para reaccionar con 1,5g de plata?b. ¿Cuántas moléculas de agua se forman?

24. La aspirina, C9H8O4, se obtiene por reacción del ácido salicílico, C7H6O3, con anhídrido acético,C4H6O3. La ecuación es:

C7H6O3 + C4H6O3 C9H8O4 + C2H4O2 a. ¿Cuántos gramos de cada reactivo se necesitan para obtener 50g de aspirina?

25. La putrescina, un producto de la descomposición de la carne, contiene 54,50% de C, 13,72% de H y31,78% de N. ¿Cuál es la fórmula empírica de la putrescina?

26. Un hidrocarburo tiene 92,25% de C y 7,75% de H. ¿Cuál es la fórmula empírica? Si su masamolecular es 78,1 ¿Cuál es la fórmula molecular?

27. Los bifenilos policlorados (PCBs), constituyen un grupo de compuestos de fórmula empíricaC12HmCl10-m, siendo m un entero. ¿Cuál es el valor de m y la fórmula empírica de un PCB quecontiene un 58,9% en masa de cloro?

28. Una muestra de 50 mg del compuesto utilizado por los dentistas como cemento se descompone en16,58 mg de oxígeno, 8,02mg de fósforo y 25,40 mg de cinc. Determinar su fórmula empírica.








29. La hidracina, N2H4, se utiliza como combustible en los cohetes espaciales. La reacción decombustión de la hidracina es:

Hidracina (l) + Oxígeno (g) Nitrógeno (g) + Agua (g)

a. ¿Cuántos litros de nitrógeno medidos en C.N, se formarán a partir de 1Kg de hidracina y1Kg de oxígeno?

b. ¿Cuántos gramos de reactivo en exceso sobrarán?

30. Calcula cuántos gramos de CO2 se pueden obtener en la combustión de 500 g de propano, C3H8,suponiendo que el oxígeno sea el reactivo en exceso.

31. Han ardido en la atmósfera 24 moles de hidrógeno obteniéndose agua.a. Ajusta la reacción.

b. Halla los moles de oxígeno necesarios para la combustión, y el volumen que ocupan a 1 atmy 27ºC.

c. ¿Cuántos gramos de agua se han producido?

32. Se produce la combustión completa de una botella de butano (C4H10) que contiene 12 Kg de este gas;calcula:

a. Los moles de butano y de oxígeno que han reaccionado.b. La cantidad de agua producida.c. El volumen necesario de aire medido a 37ºC y 1 atm si el porcentaje en volumen del oxigeno

en aire es del 21%.

33. Se dispone de 100 g de oxígeno y otros 100 g de hidrógeno, por tanto, en moles tenemos:a. Los mismos.b. Más de oxígeno.c. Más de Hidrógeno.

34. En un recipiente se hace reaccionar 5 moles de hidrógeno con 10 moles de oxígeno. Determina elnúmero de moles y moléculas de agua que se forman. Si se han formado 20 moles de agua ¿cuántovale la suma de los moles de hidrógeno y oxígeno necesarios?

35. Calcula el volumen ocupado por 16 g de etano (C2H6) a 720 mm de Hg y 18ºC.

36. La fórmula molecular de la glucosa es C6H12O6. Si disponemos de 1,5 x 1022 átomos de carbono:a. ¿Cuántos átomos de hidrógeno y oxígeno contiene la muestra?b. ¿Cuántos moles y moléculas de glucosa?c. ¿Cuál es la masa de la muestra en gramos?

37. Una cantidad de un gas ocupa un volumen de 120 litros cuando se almacena a 700mm de Hg y 20ºC.¿A qué presión el volumen será solo de 30 litros, manteniendo la temperatura?

38. Determina la composición porcentual del bicarbonato sódico, NaHCO3.








39. Un compuesto contiene 30,435% de N y el resto de oxígeno. ¿Cuál es su fórmula empírica? Si sumasa molecular es 92u determina su fórmula molecular.

40. Un matraz de 5 litros, al que se ha hecho el vacío, se llena de hidrógeno gaseoso. Si la temperatura esde 25ºC y la presión 680 mm de Hg. Determina:

a. ¿Cuántas moléculas de hidrógeno contiene el matraz?b. ¿Cuál es la densidad del hidrógeno en g/l?

41. El análisis de cierto compuesto revela su composición porcentual: 85,63% de C y 14,37% de H.¿Cuál es su fórmula empírica? Si su masa molecular es 28 u ¿Cuál es su fórmula molecular?

42. Un compuesto dio la siguiente composición porcentual en masa: 26,57% de K, 35,36% de Cr y38,07% de O. Determina su fórmula molecular.

43. Determinar la presión, el volumen o la temperatura de 3 moles de un determinado gas en lassiguientes condiciones:

a. 4 atm y 70ºCb. 5000 cc y 300º Kc. 1520 mm de Hg y 6 l.

44. 78 gramos de un gas biatómico ocupan un volumen de 20 litros y ejercen una presión 3 atm cuandosu temperatura es de 27ºC.

a. ¿Cuántos moles de gas hay en el sistema?

b. ¿Qué gas es?

45. ¿A qué temperatura se encuentran 4,5 x 1025 moléculas de NO2 cuando ejercen una presión de 4 atmen un recipiente de 15 dm3?

46. Se mezclan 470 gramos de CO2, con 8 moles de H2 en un recipiente rígido cuyo volumen es de 15dm3 a una temperatura de 450ºK.

a. ¿Cuál es la presión de la mezcla?b. ¿Cuál es la presión parcial de cada gas?c. ¿Qué presión alcanzaría la mezcla si se calentara hasta alcanzar los 600ºK?

47. ¿Qué presión ejercen 30 g de O2 a 350ºK contenidos en un recipiente rígido de 3,5 dm3? Si luego seagrega N2 al recipiente sin modificar la temperatura hasta que la presión parcial de este gas en lamezcla alcanza 3 atm ¿cuántos moles de nitrógeno se agregaron? ¿cuál será la presión total de lamezcla de oxígeno y nitrógeno?








Tema 13. Energía y velocidad de las reacciones químicas.

1. El butano arde en presencia de oxígeno desprendiendo 49,6 KJ/g. Una bombona de butano tieneaproximadamente 12 Kg. ¿Qué cantidad de energía podemos obtener tras la combustión completa?

2. Sabiendo que el calor de combustión del metano es 55,6 KJ/g. Determina:a. La densidad de energía (KJ/l) en C.N de presión y temperatura.b. La energía que podemos obtener quemando 2 toneladas de metano.c. La cantidad de butano que proporciona la misma energía que 50 Kg de metano. El calor de

combustión del butano es 49,6 KJ/g.

3. Calcula el pH de la disolución obtenida al disolver 0,05 moles de HCl en 500 cc de agua.

4. En una disolución la concentración de iones hidronio es 5 x 10-5 mol/l. Calcular:a. El pHb. El pOHc. [OH-]d. ¿Es ácida o básica la disolución? Justifica tu respuesta.

5. Con 300 g de ácido sulfúrico y 500 cc de agua preparamos una disolución. Determinar su pH y supOH.

6. Indica cuáles de las siguientes reacciones son de combustión:a. C(s) + O2(g) CO2(g) + energíab. 2 HgO(s) + energía 2 Hg(l) + O2 (g) c. C2H4(g) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 2 H2O(g) + energíad. N2(g) + O2(g) + energía 2 NO(g)

7. Se quema carbón, en determinadas condiciones, desprendiéndose monóxido de carbono. La ecuaciónde la reacción es: C(s) + O2(g) CO(g) + energíaAjusta la reacción. ¿Se trata de una reacción de combustión completa o incompleta?

8. El hidrógeno se combina con el oxígeno formándose agua y desprendiéndose gran cantidad de

energía:a. ¿Se trata de una reacción de combustión?b. ¿Qué ventaja, como combustible, tiene el hidrógeno frente a los hidrocarburos?

9. Un coche recorre 9,5 Km por cada litro de gasolina. Suponiendo que la gasolina es 100% octano,C8H18 de densidad 0,69 g/ml ¿Cuántos litros de aire en C.N se requieren para un viaje de 850 Km?

10. Si una reacción en el sentido AB es endotérmica ¿cómo es la reacción en sentido inverso BA?¿Por qué?

11. Predice el carácter exotérmico o endotérmico de la reacción I2(g)2 I(g)








12. Indica cuál de los siguientes combustibles: hidrógeno, propano (C3H8) o metano desprende mayorcantidad de calor por gramo quemado. Datos:

Para el hidrógeno ∆E= -285,6 KJPara el C3H8 ∆E= -2219,6 KJPara el CH4 ∆E= -890 KJ

13. Cuando se añada agua al carburo de calcio (CaC2) se produce la reacción:

CaC2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(s) + C2H2(g) + 127,2 KJa. ¿Qué energía se libera al añadir exceso de agua a 20g de CaC2?b. ¿Qué volumen de acetileno, C2H2, en C.N se desprende?

14. ¿Será una disolución de pH 2 dos veces más ácida que otra de pH 4?

15. El pH de la salida es 6,8 ¿Cuál es su concentración en iones H+?

16. Si partimos de una disolución de HCl cuyo pH es 4,2. ¿Cuál es su concentración en moles/l?

17. En un recipiente introducimos 60 g de cloro. Calcular el pH de la disolución que obtenemos aldisolver el ácido clorhídrico formado anteriormente en 2 litros de agua.








Formulación

Escribe la fórmula de los siguientes compuestos.

Heptaóxido de dimanganeso

Perclorato de sodio

Hidróxido de bismuto (III)

Hidruro de Oro (I)

Ácido trioxocarbónico (IV)

Anhídrido carbonoso

Tetracloruro de Carbono

Dioxoyodato (III) de hidrógeno

Tetraquis-tetraoxoclorato (VII) de plomo

Amoníaco

Hidróxido de magnesio

Yoduro de potasio

Ácido clorhídricoÓxido de dimercurio

Ácido trioxonítrico (V)

Bis-dioxobromato (III) de estaño

Carbonato de hierro (III)

Óxido de Calcio

Trihidróxido de aluminio

Sulfuro de plata

Ácido permangánico

Sulfato de aluminio

Oxoyodato (I) de sodio

Dióxido de carbono

Cloruro de mercurio (I)








Nombra, de dos formas distintas, los siguientes compuestos químicos:

CaCl2

H2SO3

CO

CH4

Pb(NO3)2

K2S

Sr(OH)2

HIO

CoH3

CaSO4

H2SeO4

BeF2

H2SCa(IO3)2

FeO

Pb(OH)4

H2SiO3

Cs2SO3

Al(BrO3)3

HNO2

Ag2O

CuOH

CCl4

H2Cr2O7

KMnO4








Páginas web de ayuda y consulta:

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm http://www.educaplus.org/ http://www.fisicanet.com.ar/index.php

http://ntic.educacion.es/w3//eos/MaterialesEducativos/mem2000/tablap/index.htm

http://www.100ciaquimica.net/asigfq/afq4eso.htm

Soluciones a problemas de determinación de fórmulas empíricas y moleculares:

http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/primero_bach/fundamentos_quimica/prob_det_formulas_prop_sol.htm

Soluciones a problemas sobre la ecuación general de los gases y mezclas gaseosas:

http://www.slideshare.net/burmandaniel/4-problemas-sobre-ecuacin-general-de-los-gases-y-mezclas-gase

Ejercicios de formulación inorgánica con soluciones y teoría:http://www.alonsoformula.com/inorganica/formulas_05.htm

Mª del Carmen Zúñiga Pérez

Química 4º ESO

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