ESTEQUIOMETRÍA Rama de la Química que estudia las relaciones cuantitativas entre aquellas sustancias que participan en una reacción química.

LEYES DE LAS COMBINACIONES QUÍMICAS

Son aquellas que gobiernan las combinaciones de las sustancias en una reacción química. Se dividen en leyes ponderales (referidas a la masa) y volumétricas. Para iniciar el cálculo estequiométrico se debe considerar: a) Balancear la reacción química

para obtener las moles estequiométricas.

b) Relacionar las moles de los reactantes y las moles de los productos

c) Relacionar las cantidades de masa de los reactantes y productos.

I. LEYES PONDERALES

I.A LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA (LAVOISIER)

“La suma de las masas de los reactantes es igual a la suma de las masas de los productos”

REACTANTES PRODUCTOS

1Zn + 1H2SO4 → 1ZnSO4 + 1H2

↓ ↓ ↓ ↓ 1 mol 1 mol → 1 mol 1 mol ↓ ↓ ↓ ↓ 65 g + 98 g → 161g + 2g 163 g 163 g

I.B LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS (PROUST):

Cuando dos sustancias se combinan para formar una tercera, lo hacen

siempre en proporciones fijas y definidas; cualquier exceso de una de ellas quedará sin combinarse”.

Ejemplo 1:

2Ca + O2 → 2CaO 80g + 32 g → 112g 40g + 16 g → 56g 20g + 8 g → 28g 100g + 32 g → 112g + 20 g Ca

(Exceso) 80g + 40 g → 112g + 8 g O2

(Exceso) Observación: Tener presente

1 mol <> M en g y n = Vm

V

M

W=

1 mol <> 22,4 a C.N. (Gases)

Ejemplo 2:

1CaCO3 → 1CaO + 1CO2 Relación molar 1 mol 1 mol 1 mol Relación de masas 1 x 100g 1 x 56g 1 x 44 g Ejemplo 3

H2 + O2 → H2O Relación Molar: ..................

Relación de Masas: .................. Ejemplo 4:

CO + O2 → CO2 Relación Molar: .................. Relación de Masas: .................. Ejemplo 5 El calcio y el oxígeno forman un sólo óxido. ¿Cuántos gramos de calcio se combinaron con 14,6 g de oxígeno? (Dato P.A.: Ca = 40, O = 16)

a) 36,5 g b) 28,6 g c) 33,8 g d) 44,5 g e) 54,5 g

I.C. LEY DE LAS PROPORCIONES

MÚLTIPLES (LEY DE DALTON)

Siempre que dos elementos se combinan entre sí para formar varios compuestos, la masa de uno de ellos permanece constante, mientras que la masa del otro varía en una relación de números enteros sencillos. Ejemplo 1

Cl O Cl2O → 71 16 x 1

Cl2O3 → 71 16 x 3 RAZÓN

Cl2O5 → 71 16 x 5 SENCILLA

Cl2O7 → 71 16 x 7

Ejemplo 2

COMPUESTO MASA DE (S) MASA DE (O)

SO SO2 SO3

I.D LEY DE LAS PROPORCIONES

RECIPROCAS (WENZEL & RITCHER)

Cuando 2 sustancias reaccionan separadamente con una tercera. Dichas sustancias reaccionan entre sí: En general:

A + B → AB W1 + W C + B → CB W2 W ⇒ A + C → AC W1 W2 Ejemplo 1:

8 Gramos de un elemento “A” reaccionan con 15g de “B”, además 24g de un elemento “c” reacciona con 60 g de “B” ¿Cuántos gramos del elemento

“A” se requieren para que reaccione con 120 g de “C”? a) 110 g b) 140g c) 160g d) 180g e) 240g II. LEYES VOLUMÉTRICAS (DE GAY LUSSAC)

Cuando las sustancias que participan en la reacción son gases, sometidos a iguales condiciones de presión y temperatura.

En las reacciones gaseosas; los coeficientes molares, nos indica los coeficientes volumétricos.

Ejemplo 1

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Relación molar 1 mol 3 mol 2 moles ↓ ↓ ↓ Relación volumétrica 1V 3V 2V Ejemplo 2:

SO2(g) + O2(g)→SO3(g) Relación Molar: .............................. Relación Volumétrica ...................... Ejemplo 3:

C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(

)

Relación Molar: .............................. Relación Volumétrica ......................

CONTRACCIÓN VOLUMÉTRICA (C)

Es la disminución que sufre el volumen al reaccionar los gases; siempre y cuando entren en volúmenes desiguales.

C = R

PR

V

VV −

Donde: C = Contracción VR = suma de los volúmenes reactantes VP = suma de los volúmenes productos. Ejemplo 1 2H2(g) + 102(g) → 2H2O(g) 2V 1V 2V

Donde:

C = 3

1

3

23=

−

Ejemplo 2:

1N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) Donde la contracción:

C = 2

1

4

2

4

24==

−

Ejemplo 3:

Hallar la contracción: C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(

)

Contracción: ………………………………… Observación: Para que el estudiante entienda con más claridad los aspectos de cálculos los hemos separado de la siguiente manera:

a) Relación Masa – Masa b) Relación Volumen – Volumen c) Relación Masa – Volumen

Lo explicamos con ejemplos de problema resueltos en los tres casos: a) Relación Masa - Masa Ejemplo 1:

¿Cuántas moles de oxígeno se requieren para la combustión completa de 24 moles de gas propano (C3H8)? Solución: Balanceamos la ecuación química de combustión completa: 1C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O De acuerdo a Proust: 1 mol de C3H8 → 5 mol O2 24 mol de C3H8 → X

Donde:

X = =1

5x24 120 moles O2 Rpta

Ejemplo 2:

¿Cuántos gramos de Hidrógeno se producen a partir de 1300 g de Zinc (Zn) que reacciona con ácido sulfúrico? (P.A. Zn = 65 H = 1 O = 16 S = 32) Solución: Escribimos la reacción la balanceamos: 1Zn + 1H2SO4 → 1ZnSO4 + 1H2 ↓ ↓ 1 mol 1 mol ↓ ↓ 65 g → 2 g 1300 g → x

x = g40g65

g2xg1300=

x = 40 g de H2 Rpta Ejemplo 3:

¿Cuántos gramos de ácido nítrico se requieren para obtener 160 g de azufre, de acuerdo a la siguiente reacción química? (P.A. N = 14 S = 32) H2S + HNO3 → NO + S + H2O Solución: Balanceamos la ecuación: Por Redox: +5 -2 +2 0 2HNO3 + 3H2S → 2NO + 3S + 4H2O 2x N+5 -3e- N+2 (Oxida)

3x S-2 +2e- Sº (Reduce)

Tenemos la relación molar: 2 mol-g HNO3 → 3mol-g S ↓ 2 x 63g → 3 x 32 g

↓ 126 g → 96 g x ← 160 g

x = g4,896

160x126=

X = 8,4 g HNO3 Rpta Ejemplo 4:

¿Cuántas moles de oxígeno se obtiene en la descomposición térmica de 490 g de clorato de potasio (KClO3)? (P.A. K = 39 Cl = 35,5 O = 16)

KClO3 → KCl + O2 b) Relación Volumen – Volumen:

Ejemplo 1:

¿Cuántos litros de oxígeno se requiere para la combustión completa de 10 litros de gas propano (C3H8)? Solución: La ecuación será: 1C3 H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O ↓ ↓ 1 LITRO → 5 LITROS 10 LITROS → X

X = litros501

5x10= Rpta

Ejemplo 2:

¿Cuántos litros de SO2 se obtendrá a partir de 121 litros de oxígeno (O2) a partir de la siguiente reacción química?.

FeS + O2 → Fe2O3 + SO2

Solución:

………………………………………………………………. ………………………………………………………………. ………………………………………………………………. c. Relación Masa – Volumen:

Ejemplo 1:

¿Cuántos litros de oxígeno a C.N. se requieren para la combustión completa de 160 g de metano (CH4)? (P.A. C = 12 H = 1) Solución: Reacción Química (Combustión completa) 1CH4 + 2O2 → 1CO2 + H2O ↓ 16 g C.N. 2 (22,4)

160 g → X

X = 16

4,22x2x160

X = 448 de O2 Rpta

Ejemplo 2:

¿Cuántos litros de oxígeno se obtiene a C.N. en la descomposición térmica de 980 g de Clorato de Potasio (KClO3)? (P.A. K = 39 Cl = 35 O = 16) KClO3 ∆ KCl + O2

A. Reactivo Limitante

Si en un proceso químico los reactivos no se encuentran en proporción estequiométrica, entonces uno de ellos se halla en exceso y reacciona parcialmente. El otro se consume totalmente y se le denomina “Reactivo Limitante” encontrándose en menor cantidad.

Ejemplo 1 ¿Cuántos gramos de NH3 se formarán a partir de la reacción de 50 g de N2 y 30 g de H2? Solución: La ecuación es:

1H2 + 3H2 → 2NH3 ↓ ↓ ↓ 28 g → 6g → 35g 50g → 30g → x Aplicamos Proust:

nN2 = 28

50 moles (Reactivo Limitante)

nN2 = 6

30 moles (Exceso)

nN2 < nN2 ...... Luego:

28g N2 → 34 g NH3 50g N2 → x

x = g71,6028

34x50=

x = 60,71 g de NH3 Rpta Ejemplo 2:

¿Cuántos gramos de agua se formarán cuando se combinen 8g de Hidrógeno (H2) con 8g de oxígeno (O2)? (P.A. H = 1 O = 16) H2 + O2 → H2O B. Rendimiento de una reacción

Se refiere a la cantidad de sustancia que obtendremos en la “Práctica” después de una reacción química. Es decir, que “Teóricamente”

debemos obtener el 100 % de una determinada sustancia, pero en la práctica por diversos factores está reduce en un porcentaje de tal manera que solamente obtendremos por ejemplo el 80 %, 90 %, etc. Entre los factores que reducen el 100 % esta la presencia de impurezas, la utilización de instrumentos obsoletos, fugas, etc. El rendimiento expresado en porcentajes será indicado en cada problema. Ejemplo 1:

Se realiza una reacción donde 720 g de C5H12 produce 200 g de CO2 de acuerdo:

C5H12 + O2 → CO2 + H2O Determine el porcentaje de rendimiento del CO2 en la reacción indicada Solución: Balanceamos la reacción química:

1C5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O Luego tenemos:

1 mol C5H12 → 5 mol-CO2 ↓ ↓

72 g C5H12 → 5 (44)g CO2

720 g C5H12 → x

X = 2gCO220072

44X5X720=

Teóricamente obtenemos 2200 g de CO2. Entonces se tiene:

2200 g CO2 → 100% (Teoría)

2000 g CO2 → x (Práctica)

X = %9,902200

100x2000=

Rendimiento = 90.9%

PROBLEMAS RESUELTOS Y

PROPUESTOS 1. ¿Qué masa de oxígeno se requiere para la

combustión completa de 11 gramos de propano (C3H8)?

(P.A. O = 16 C = 12)

Solución Se escribe la reacción química y lo balanceamos:

1C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O ↓ ↓ 44 g → 160 g 11 g → X

X = 44

160x11

Rpta. X = 40 g de C3H8 2. Cuántos gramos de oxígeno se obtendrán

a partir de la descomposición térmica de 0,5 kg de clorato de potasio: 2 KClO3 2 KCl + 3 O2 (P.A. K = 39; Cl = 35,5; O = 16)

Rpta. 3. Un pequeño trozo de zinc reacciona

completamente con 24,5 g de ácido sulfúrico de acuerdo a la siguiente reacción: Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 Cuál será el volumen en litros de gas hidrógeno medido a condiciones normales que se producirá en dicha reacción?

(P.A. Zn = 65; S = 32;O = 16)

Rpta. 4. Cuántos mililitros de sulfuro de carbono,

CS2 de 93 % de pureza (densidad 1,26

g/mL) deben quemarse para obtener 12,8 g de SO2?

CS2 + 3 O2 2 SO2 + CO2 (P.A. S = 32; C = 12; O = 16)

Rpta. 5. Qué cantidad de impurezas tiene una

muestra de carburo de calcio, si reaccionando 2,9 g de muestra con agua en exceso, produce 857 cm3 de acetileno a CN?

(P.A. N = 14 H = 1)

Rpta. 6. Para la reacción: NH3 + O2 NO + H2O Si reacciona 1,7 g de NH3 con 1,92 g de

O2. Cuántos gramos de NO se producen y cuál es el reactivo limitante?

(P. A. N = 14; H = 1; O = 16)

Rpta.

7. El Carburo de Calcio se obtiene en hornos eléctricos por interacción de la sal con el carbono a la temperatura de 2000ºC

CaO + C → CaC2 + CO

Si a partir de 720 kg de carbono se obtuvo 1024 kg de carburo de calcio ¿Cuál es el rendimiento del proceso?

(P.A. C = 12 Ca = 40)

Rpta. PROBLEMAS RESUELTOS

1. Se hacen reaccionar 10 mol-g de

O2 con 10 mol-g de H2 para producir agua. Se puede afirmar que:

I. El reactivo limitante es el oxígeno

II. Se tienen en exceso 160g de

oxígeno III. Se producen 180g de agua.

A) I, II y III B) sólo II C) I y III D) sólo I E) II y III SOLUCIÓN

RPTA.: E 2. Se oxida totalmente 280 g de

hierro mediante el proceso: Fe + H2O Fe2O3 + H2

Determine la masa de hidrógeno producido. Masas atómicas: Fe = 56, H = 1

A) 10 g B)15 g C) 18 g D) 20 g E) 25 g

SOLUCIÓN

2 2 3 22Fe 3H O Fe O 3H+ → +

28 g w 2(56) 3(2)

∴ 280 3 2

w 15g2 56× ×

= =×

RPTA.: B 3. El metanol CH3OH se quema en

aire de acuerdo con la ecuación.

CH3OH + O2 CO2 + H2O

Si se utilizan 209 g de metanol en un proceso de combustión, ¿cuál es la masa de H2O producida?

A) 225 g B) 235 g C) 245 g D) 265 g E) 325 g

SOLUCIÓN

3 2 2 22CH OH 3O 2CO 4H O+ → +

209 W 2(32) 4(18)

209 4 18

w 235 g2 32× ×

= =×

RPTA.: B

4. El acetileno (C2H2) se obtiene por la acción de agua sobre el carburo de calcio:

CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2

¿Cuántos gramos de agua debe reaccionar con 2 moles de carburo de calcio?

A) 20 g B) 40 g C) 64 g

D) 72 g E) 84 g

SOLUCIÓN

( )2 2 2 2 2CaC 2H O C H Ca OH+ → +

2 mol ↔ w 1 mol ↔ 2(18 g)

∴ ( )2 2 18

w 72 g1

×= =

RPTA.: D

5. Se tiene la siguiente reacción de

fermentación:

C6H12O6(ac) C2H5OH(ac) + CO2(g)

Si se consumen 9 g de glucosa, ¿qué volumen de gas a condiciones normales se pueden obtener?

A) 22,4 L B) 2,24 L

C) 1,22 L D) 11,2 L

E) 2 L

SOLUCIÓN

6 12 6 2 5 2C H O 2C H OH 2CO→ +

9 g CNV

180 g 2(22,4 L) C6 12 6M H O 180=

∴ CN

9 2 22,4 LV 2,24L

180× ×

= =

RPTA.: B

6. ¿Cuántos litros de oxígeno a 1248 mmHg y 27°C se requieren para la combustión completa de 780 g de benceno (C6H6)?

A) 125 L de O2

B) 1,25 L de O2

C) 225 L de O2

D) 1 125 L de O2

E) 228,25 L de O2

SOLUCIÓN

6 6 2 2 22C H 15O 12CO 6H O+ → +

6 6

c6 6 o2C H o2

n H n15n 2n

2 15= ⇒ =

c6 6 O2 O2

C6 O26

w H P V15 2

R TM H

=

O21 248 V78015 2

78 62,4 300× = ×

O2V 1125L= de 2O

∴ C6 6M H 78=

∴ T 27 273 300k= + = RPTA.: D

7. Se combinan 440 g de C5H11OH y

256 g de O2. Calcular el volumen de CO2 producido a C.N. e indicar el reactivo en exceso.

C5H11OH + O2 CO2 + H2O

A) 22,4 L y O2

B) 119,5 L y C2H11OH

C) 119,5 L y O2

D) 235 L y O2

E) 235 L y C5H11OH

SOLUCIÓN

R. exceso R. Limitante 5C 11M H OH 88=

∴ ( )

( ) ( )CN

256 10 22,4V 119,5L

15 32

×= =

∴ 119,5 L y 5 11C H OH

RPTA.: B

8. Se combinan 8 L de SO2 con 8 L de O2, ¿qué volumen de SO3, se pueden obtener? SO2(s) + O2(g) SO3(g)

A) 8 L B) 9 L C) 10 L

D) 12 L E) 16 L

SOLUCIÓN

2 2 32SO 1O 2SO+ →

8 L 8 L 8 L 8 L

RPTA.: A

9. Se obtiene amoniaco mediante la reacción:

N2 + H2 NH3

Si se combinan 2,8 g de N2 y 8 g de H2. Calcular la masa de amoníaco obtenido.

A) 1,2 g B) 2,6 g C) 2,4 g

D) 3,4 g E) 4,3 g

SOLUCIÓN

2 2 31N 3H 2NH+ →

2,8 g w 28 2 (17) Reactivo Exceso

∴ 2,8 2 17

w 3,4 g28× ×

= =

RPTA.: D

5 11 2 2 22C H OH 15O 10CO 12H O+ → +

( )440

2 88 ( )440

2 88CNV

( )10 22,4L

2,5 0,53

Igual coeficiente

10. ¿Cuántas moléculas de cloro se

obtendrían a partir de 4 900 g de ácido sulfúrico, de acuerdo a la siguiente ecuación química:

Masa atómica: S = 32 H2SO4 +KMnO4 +KCl MnSO4

+K2SO4 +Cl2 +H2O

A) 31,25 No B) 19,25 No C) 40 No D) 30 No E) 41,25 No

SOLUCIÓN

2 4 4 4 2 4 2 28H SO 2KMnO 10Kcl 2MnSO 6K SO 5cl 8H O+ + → + + +

4 900 g n 8 (98) 5n

∴ 4900 5No

n 31,25No8 98

×= =

×

RPTA.: A

11. 20 gramos de cinta de magnesio

se introducen en un volumen donde hay 8 gramos de oxigeno ¿Qué peso de magnesio quedará sin reaccionar?

Dato : mA(Mg) = 24

A) 8 g B) 16 g C) 4 g

D) 2 g E) 12 g

SOLUCIÓN

22 Mg O 2Mg O+ →

mgW 8g↔

2(24) ↔ 32

∴ ( ) ( )mg

2 24 8w 12g

32= =

∴

excedentemgw 20 12 8g= − =

RPTA.: A

12. Al calentar 245 g de clorato potasio, ¿qué peso de oxígeno se produce con 80% de eficiencia?

KClO3 +calor KCl + O2

Masa atómica: K = 39; Cl = 35,5 ;

O = 16

A) 76,8 g B) 96 g C) 36 g

D) 48,6 g E) 82,6 g.

SOLUCIÓN

3 22kclO 2kcl 3O→ +

245 g w 2(122,5) 3(32)

3kclM 122,5= 16 x 3 = 48 35,5 39

∴ 245 3 32 80w 76,8 g

2(122,5) 100× ×

= × =

RPTA.: A

13. Se realiza una reacción donde 720

g de C5H12 produce 2 000 g de CO2 de acuerdo:

C5H12 + O2 CO2 + H2O

Determine el porcentaje de rendimiento del CO2 en la reacción indicada

A) 1 % B) 29 %

C) 90,9 % D) 41,9 %

E) 0,1 %

SOLUCIÓN 5 12 2 2 2C H 8O 5CO 6H O+ → →

720 x 72 5 (44)

720 5 44

x 2200 g72× ×

= =

exp

tem

w 2000R 100% 100% 90,9%

w 2200= × = × =

RPTA.: C

14. En un proceso se hace reacciones 91 g de fosfuro de calcio, de pureza al 80%, con agua. Determinar la masa máxima que se puede obtener de fosfina (PH3)

Ca3P2 + H2O Ca(OH)2 + PH3

A) 45,5 g B) 20 g

C) 72,3 g D) 91 g

E) 27,2 g

SOLUCIÓN

( )3 2 2 32Ca P 6 6H O 3Ca OH 2PH+ → +

(91)(0,8) x 182 2(34)

2 2Ca PM

3PHM 34=

( ) ( ) ( ) ( )91 0,8 2 34

x 27,2 g182

= =

RPTA.: E

15. En la industria, el Vanadio

metálico, que se utiliza en aleaciones de acero, se puede obtener al hacer reaccionar óxido de Vanadio (V) con calcio a temperaturas elevadas:

5 Ca + V2O5 5 CaO + 2V

Si en un proceso reaccionan 1540 g de V2O5 con 1960 g de Ca. Calcular el porcentaje de rendimiento si se obtienen 803 g de V.

Datos: PA (Ca = 40 ; V = 51)

A) 7% B) 47% C) 73%

D) 93% E) 87%

SOLUCIÓN R. exceso R. limitante

expN 182=

2 5V ON 182=

16x 5 51x2

∴ teor

1 540 2 51w 863 g

182× ×

= =

→ exp

teor

w 803R x100% 100% 93%

w 863= = × =

RPTA.: D

16. ¿Qué volumen de CO2 en condiciones normales obtendremos al añadir exceso de ácido clorhídrico a 8 gramos de CaCO3?

A) 2,13 L B) 0,89 L

C) 1,79 L D) 21,3 L

E) 17,9 L

SOLUCIÓN

3 2 2 2Ca CO 2Hcl Cacl CO H O+ → + +

8 g CNV

100 1(22,4L)

∴ CN

8 22,4LV 01,79 L

100×

=

RPTA.: C

17. Se mezclan masas iguales de

bromo y calcio; el bromo se convierte completamente en bromuro de calcio. ¿Qué porcentaje en masa de calcio inicial permanece sin reaccionar?

Masa atómica: Ca = 40; Br = 80 A) 15% B) 35% C) 48% D) 75% E) 95%

SOLUCIÓN

2 2 2Br C CaBr+ →

160 – 40 →200g

120160

exceso

2 55Ca V O 5CaO 2V+ → +19605(40)

1 540182

w2(51)

9,8 8,46

→ % exceso=120

x100% 75%160

=

(asumimos 160 g de masa común)

RPTA.: D

18. 135 g de limaduras de hierro se calientan con azufre para formar sulfuro ferroso (FeS). Determinar la cantidad inicial de azufre y FeS producido sabiendo que el hierro tuvo en exceso 23 g.

Masa atómica: Fe = 56, S = 32 A) 56 g y 88 g B) 32 g y 56 g C) 32 g y 88 g D) 64 g y 56 g E) 64 g y 176 g

SOLUCIÓN

Few 135g 23g 112g= − = de hiero

gastado. Fe S FeS+ → 12 g x Y 56 32 88

∴ 112 32

x 6456×

= =

112 88

y 17656×

= =

RPTA.: E 19. ¿Qué volumen de aire se necesita

para la combustión completa de 80 L de gas C4H10, considere que el aire contiene 80% de N2 y 20% de O2 en volumen?

A) 1,5 m3 B) 1,7 m3

C) 2,6 m3 D) 3,4 m3 E) 4,5 m3

SOLUCIÓN

4 10 2 2 22C H 13O 8CO 10H O+ → +

80 L 0,2 v 2 13

∴ 80 13

v 2 600L2x0,2

×= =

3v 2,6 m= RPTA.: C

20. De la descomposición de 8 g de

clorato de potasio se obtienen ................ de oxigeno a 740 mm Hg y 300K.

Dato: mA (K = 39,1 ; Cl = 35.5;=O = 16)

A) 24,7 L B) 2195,3 mL C) 21953 L D) 2254,6 mL E) 2475 mL

SOLUCIÓN

3 22k ClO 2kCl 3O→ +

3kCl O23n 2n=

3

3

kClO O2 O2

k ClO O2

w P V3 2

R TM

=

2

O2O

740 V83 2 V 2475mL

122,5 62,4 300×

= ⇒ = ×

RPTA.: E

21. La siguiente reacción se lleva a

cabo hasta que se consume toda la sustancia limitante: Al + MnO Al2 O3 + Mn Se calentó una mezcla que contenía 100 gramos de aluminio y 200 gramos de MnO, para iniciar la reacción. ¿Cuál de las sustancias iniciales quedo en exceso y que cantidad de ella quedo? Dato PA (Al = 27 ; Mn = 55)

A) Al; 30,8 g B) Al; 45,5 g C) Al; 4,95 g D) Al; 49,3 g E) MnO; 30,8 g

SOLUCIÓN

2 32Al 3MnO Al O 3Mn+ → +

( ) ( )100 200

2 27 3 71

1,85 0,93 React. React. Exceso limitante

MnOM 71=

2 27 200

x 50,703 71

× ×= =

×

∴ excesoAlw 100 50,7 49,3g Al.= − =

∴ Quedo en exceso el Al y sobró 49,3 g

RPTA.: D 22. Se tiene un recipiente de 100 L

conteniendo una mezcla de CH4 y oxígeno el cual reacciona y se obtiene 40 L de CH4 y 20L de CO2. Determinar cual era la composición volumétrica de la mezcla inicial

A B C D E

CH4 30% 40% 50% 60% 70% O2 70% 60% 50% 40% 30%

SOLUCIÓN

4 2 2 2CH 2O CO 2H O+ → +

40 20 40L 20L← → 60 L 40 L 4CH 2O

60% 40%

RPTA.: D

23. Cuando explota la nitroglicerina

(C3H5(NO3)3) se produce la siguiente reacción:

C3H5(NO3)3 → N2 + CO2 + O2 +

H2O Calcular los moles de productos

por mol de reactivo.

A) 3 B) 4 C) 5

D) 6 E) 7.25

SOLUCIÓN Balanceando:

( )3 5 3 2 2 2 23

3 1 51C H NO N 3CO O H O

2 4 2→ + + +

1 mol → 1,5 + 3,0 + 0,25 + 2,5 7,25

RPTA.: E 24. Se desea preparar 370 g de

hidróxido de calcio a partir de un mineral que contiene el 70% en peso de óxido de calcio. ¿Cuántos gramos de mineral se emplearon? (Ca = 40)CaO + H2O → Ca(OH)2

A) 280 B) 400 C) 420

D) 450 E) N.A. SOLUCIÓN

( )2 2CaO H O Ca OH+ →

0,7w…………… 370 g 56………………… 74 CaOM 56= ( )Ca OH 2M 74=

56 370

w 400 g0,7 74

×= =

×

RPTA.: B 25. Cuando la piedra caliza (CaCO3)

se calienta a una temperatura suficientemente alta se descompone en Cal (CaO) y dióxido de carbono. La cantidad de cal que se obtendrá de 150 g de piedra caliza será:

A) 12 g B) 21 g C) 42 g

D) 84 g E) 98 g

SOLUCIÓN 3 2CaCO CaO CO→ +

150 g ↔ x 100↔ 56

∴ 150 56

x 84g100×

= =

RPTA.: E

PROBLEMAS PROPUESTOS

1. Se hacen reaccionar 10 mol-g de O2 con 10 mol-g de H2 para producir agua. Se puede afirmar que:

I. El reactivo limitante es el oxígeno II. Se tienen en exceso 160g de

oxígeno III. Se producen 180g de agua.

F) I, II y III G) sólo II H) I y III I) sólo I J) II y III

2. Se oxida totalmente 280 g de

hierro mediante el proceso: Fe + H2O Fe2O3 + H2

Determine la masa de hidrógeno producido. Masas atómicas: Fe = 56, H = 1

B) 10 g B)15 g C) 18 g D) 20 g E) 25 g

3. El metanol CH3OH se quema en aire de acuerdo con la ecuación.

CH3OH + O2 CO2 + H2O

Si se utilizan 209 g de metanol en un proceso de combustión, ¿cuál es la masa de H2O producida?

A) 225 g B) 235 g C) 245 g D) 265 g E) 325 g

4. El acetileno (C2H2) se obtiene por

la acción de agua sobre el carburo de calcio:

CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2

¿Cuántos gramos de agua debe reaccionar con 2 moles de carburo de calcio?

B) 20 g B) 40 g C) 64 g

D) 72 g E) 84 g

5. Se tiene la siguiente reacción de fermentación:

C6H12O6(ac) C2H5OH(ac) + CO2(g)

Si se consumen 9 g de glucosa, ¿qué volumen de gas a condiciones normales se pueden obtener?

A) 22,4 L B) 2,24 L

C) 1,22 L D) 11,2 L

E) 2 L

6. ¿Cuántos litros de oxígeno a 1248

mmHg y 27°C se requieren para la combustión completa de 780 g de benceno (C6H6)?

A) 125 L de O2

B) 1,25 L de O2

C) 225 L de O2

D) 1 125 L de O2

F) 228,25 L de O2

7. Se combinan 440 g de C5H11OH y 256 g de O2. Calcular el volumen de CO2 producido a C.N. e indicar el reactivo en exceso.

C5H11OH + O2 CO2 + H2O

A) 22,4 L y O2

B) 119,5 L y C2H11OH

C) 119,5 L y O2

D) 235 L y O2

E) 235 L y C5H11OH

8. Se combinan 8 L de SO2 con 8 L

de O2, ¿qué volumen de SO3, se pueden obtener? SO2(s) + O2(g) SO3(g)

A) 8 L B) 9 L C) 10 L D) 12 L E) 16 L

9. Se obtiene amoniaco mediante la reacción:

N2 + H2 NH3 Si se combinan 2,8 g de N2 y 8 g de H2. Calcular la masa de amoníaco obtenido.

A) 1,2 g B) 2,6 g C) 2,4 g

D) 3,4 g E) 4,3 g

10. ¿Cuántas moléculas de cloro se obtendrían a partir de 4 900 g de ácido sulfúrico, de acuerdo a la siguiente ecuación química:

Masa atómica: S = 32 H2SO4 +KMnO4 +KCl MnSO4

+K2SO4 +Cl2 +H2O

A) 31,25 No B) 19,25 No C) 40 No D) 30 No E) 41,25 No

11. 20 gramos de cinta de magnesio

se introducen en un volumen donde hay 8 gramos de oxigeno ¿Qué peso de magnesio quedará sin reaccionar?

Dato : mA(Mg) = 24

A) 8 g B) 16 g C) 4 g

D) 2 g E) 12 g

12. Al calentar 245 g de clorato

potasio, ¿qué peso de oxígeno se produce con 80% de eficiencia?

KClO3 +calor KCl + O2

Masa atómica: K = 39; Cl = 35,5 ;

O = 16

A) 76,8 g B) 96 g C) 36 g

D) 48,6 g E) 82,6 g.

13. Se realiza una reacción donde 720

g de C5H12 produce 2 000 g de CO2 de acuerdo:

C5H12 + O2 CO2 + H2O

Determine el porcentaje de rendimiento del CO2 en la reacción indicada

A) 1 % B) 29 %

C) 90,9 % D) 41,9 %

E) 0,1 %

14. En un proceso se hace reacciones

91 g de fosfuro de calcio, de pureza al 80%, con agua. Determinar la masa máxima que se puede obtener de fosfina (PH3)

Ca3P2 + H2O Ca(OH)2 + PH3

A) 45,5 g B) 20 g

C) 72,3 g D) 91 g

E) 27,2 g

15. En la industria, el Vanadio

metálico, que se utiliza en aleaciones de acero, se puede obtener al hacer reaccionar óxido de Vanadio (V) con calcio a temperaturas elevadas:

5 Ca + V2O5 5 CaO + 2V

Si en un proceso reaccionan 1540 g de V2O5 con 1960 g de Ca. Calcular el porcentaje de rendimiento si se obtienen 803 g de V.

Datos: PA (Ca = 40 ; V = 51)

A) 7% B) 47% C) 73%

D) 93% E) 87%

16. ¿Qué volumen de CO2 en

condiciones normales obtendremos al añadir exceso de ácido clorhídrico a 8 gramos de CaCO3?

A) 2,13 L B) 0,89 L

C) 1,79 L D) 21,3 L

E) 17,9 L

17. Se mezclan masas iguales de

bromo y calcio; el bromo se convierte completamente en bromuro de calcio. ¿Qué porcentaje en masa de calcio inicial permanece sin reaccionar?

Masa atómica: Ca = 40; Br = 80

A) 15% B) 35% C) 48% D) 75% E) 95%

18. 135 g de limaduras de hierro se

calientan con azufre para formar sulfuro ferroso (FeS). Determinar la cantidad inicial de azufre y FeS producido sabiendo que el hierro tuvo en exceso 23 g.

Masa atómica: Fe = 56, S = 32

A) 56 g y 88 g B) 32 g y 56 g C) 32 g y 88 g D) 64 g y 56 g E) 64 g y 176 g

19. ¿Qué volumen de aire se necesita

para la combustión completa de 80 L de gas C4H10, considere que el aire contiene 80% de N2 y 20% de O2 en volumen?

A) 1,5 m3 B) 1,7 m3

C) 2,6 m3 D) 3,4 m3 E) 4,5 m3

20. De la descomposición de 8 g de

clorato de potasio se obtienen .................... de oxigeno a 740 mm Hg y 300K.

Dato: mA (K = 39,1 ; Cl = 35.5;=O = 16) A) 24,7 L B) 2195,3 mL C) 21953 L D) 2254,6 mL E) 2475 mL

21. La siguiente reacción se lleva a

cabo hasta que se consume toda la sustancia limitante:

Al + MnO Al2 O3 + Mn Se calentó una mezcla que contenía 100 gramos de aluminio y 200 gramos de MnO, para iniciar la reacción. ¿Cuál de las sustancias iniciales quedo en

exceso y que cantidad de ella quedo? Dato PA (Al = 27 ; Mn = 55) A) Al; 30,8 g B) Al; 45,5 g C) Al; 4,95 g D) Al; 49,3 g E) MnO; 30,8 g

22. Se tiene un recipiente de 100 L

conteniendo una mezcla de CH4 y oxígeno el cual reacciona y se obtiene 40 L de CH4 y 20L de CO2. Determinar cual era la composición volumétrica de la mezcla inicial

A B C D E

CH4 30% 40% 50% 60% 70% O2 70% 60% 50% 40% 30%

23. Cuando explota la nitroglicerina

(C3H5(NO3)3) se produce la siguiente reacción:

C3H5(NO3)3 → N2 + CO2 + O2 +

H2O Calcular los moles de productos

por mol de reactivo.

A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7.25

24. Se desea preparar 370 g de

hidróxido de calcio a partir de un mineral que contiene el 70% en peso de óxido de calcio. ¿Cuántos gramos de mineral se emplearon? (Ca = 40)CaO + H2O → Ca(OH)2

A) 280 B) 400 C) 420

D) 450 E) N.A.

25. Cuando la piedra caliza (CaCO3) se calienta a una temperatura suficientemente alta se descompone en Cal (CaO) y dióxido de carbono. La cantidad de cal que se obtendrá de 150 g de piedra caliza será:

A) 12 g B) 21 g C) 42 g

D) 84 g E) 98 g