TRILCE189Captulo20ESTEQUIOM ETR A IILouisJ osephGay-LussacLouis Joseph o Joseph-Louis G ay-Lussac (Saint Lonard de N oblat, Francia, 6 de diciem bre de1778 - Pars, Francia, 9 de m ayo de 1850) fue un qum ico y fsico francs. Es conocido en laactualidad por su contribucin a las leyes de los gases. En 1802, G ay-Lussac fue el prim ero enform ular la ley segn la cual un gas se expande proporcionalm ente a su tem peratura (absoluta) sise m antiene constante la presin. Esta ley es conocida en la actualidad com o Ley de C harles.LeyvolumtricadeGayLussacPara sistem as gaseosos hom ogneos se cum ple que los volm enes de las sustancias m antienen una relacin proporcionala sus coeficientes.Ejem plo:N11L10ml2(g)+ 3H33L30ml2(g) 2NH22L20ml3(g)Ejem plo:C ul es el volum en de dixido de carbono que se produce durante la com bustin com pleta de 3,2 litros de gas propano(C3H8)? P.A. (C=12, H=1, O=16)Ecuacinbalanceada:C H+ 5O 3CO+ 4H O3 82 2 213,2L3xx = 13 2 , 3 = 9,6LReactivolimitanteFrecuentem ente en las reacciones qum icas los reactantes no se encuentran presentes en las cantidades estequiom tricasexactas segn las proporciones indicadas en la ecuacin balanceada. El reactante que se consum e prim ero en la reaccin sellam a reactivo limitante y depender de ste la cantidad de producto que se form e, ya que al acabarse este reactante nose podr form ar m s producto.Los reactantes que se encuentran en m ayor cantidad que la requerida para reaccionar con el reactivo lim itante se denom inanreactivosenexceso.El abono mejora el rendimiento agrcolaQumica190PROBLEMAS PROPUESTOS01. Q u volum en de am onacose form ar a partir de 12litros de hidrgeno gaseoso?N2 +H2 N H3a) 8 litros b) 4 c) 12d) 6 e) 1802. Q u volum en de oxgeno gaseoso se ha em pleadopara liberar 100 litros de C O2?, de acuerdo a:C2H4 +O2 C O2 +H2Oa) 100 litros b) 150 c) 50d) 200 e) 30003. Indicar verdadero (V) o falso (F) sobre:I. La estequiom etra estudia el aspecto cualitativo delas reacciones qum icas.II. La sustancia que no se consum e totalm ente en lareaccin qum ica, se llam a reactivo lim itante.III. Experim entalm ente los reactantes se transform antotalm ente en productos.a) VFV b) VFF c) FFFd) VVV e) FVF04. D eterm ine el volum en total de los reactantesconsum idos para producir 80 litros de N O .N H3(g) +O2(g) N O(g) +H2O(g)a) 480 litros b) 160 c) 280d) 620 e) 18005. En la sntesis del am onaco, se com bina 60 litros deN2(g)con exceso de hidrgeno. Q u volum en deam onaco se obtiene suponiendo condiciones deavogadro?a) 30 L b) 60 c) 15d) 120 e) 16006. Al reaccionar 16g de hidrgeno con 16g de oxgenopara form ar agua, indique el reactivo lim itante.P.A. (H=1, O=16)H2 +O2 H2Oa) H2b) O2c) H2Od) F.D . e) Todos son reactivos en exceso07. Q u peso de agua se form ar al reaccionar 32g dehidrgeno con 256g de oxgeno?P.A. (H=1, O=16)H2 +O2 H2Oa) 144g b) 288 c) 136d) 72 e) 31208. Indique el reactivo en exceso y la cantidad sobrante alreaccionar 24g de hidrgeno con 284g de cloro. P.A.(C l =35,5)H2 +C l2 H C la) H2, 12g b) C l2, 142g c) C l2, 71gd) H2, 16g e) H2, 8g09. C untas m oles de agua se form arn a partir de 6 m olesde oxgeno y 4 m oles de hidrgeno?H2 +O2 H2Oa) 4 b) 2 c) 6d) 8 e) 1010. D eterm inar el peso de agua que se form a al reaccionar80g de m etano con 8 m oles de oxgeno. P.A. (C=12,O=16)C H4 +O2 C O2 +H2Oa) 40g b) 320 c) 180d) 200 e) 14411. C untas m oles de am onaco se form arn a partir de 4m oles de nitrgeno con 36g de hidrgeno?P.A. (N=14)N2 +H2 N H3a) 4 b) 8 c) 16d) 32 e) 1212. C untas m oles de AlC l3 se obtendr al reaccionar 3m oles de H C l con 108g de alum inio, si la eficiencia dela reaccin es del 50% ? P.A. (Al =27; C l =35,5)2Al +6H C l 2AlC l3 +3H2a) 0,25 b) 2 c) 0,5d) 4 e) 0,7513. Q u peso de hidrxido de sodio se form a al reaccionar230g de sodio con 12 m oles de agua, si la eficiencia dela reaccin es del 70% ? P.A. (N a =23, O=16)2N a +2H2O 2N aO H+H2a) 280g b) 400 c) 440d) 360 e) 24014. En un reactor se colocan 15 litros de oxgeno y 8 litrosde N O , segn:N O+O2 N2O5C untos litros del reactivo que est en exceso se con-sum en?a) 6 litros b) 3 c) 9d) 15 e) 715. E l principal m todo industrial de obtencin dehidrgeno, parte del gas natural, cuyo principalcom ponente es el m etano (C H4), cuando se calientacon vapor de agua ocurre la siguiente reaccin:C H4(g) +H2O(v) C O2(g) +H2(g)si se com bina 50cm3 de C H4 con 120m l de H2O . Q uvolum en de H2 se produce?TRILCE191a) 300cm3b) 250 c) 200d) 800 e) 40016. El m etanol C H3O Hse utiliza com o com bustible paraautos de carrera y se quem a en el m otor de com bustinsegn la reaccin:C H3O H(l) +O2(g) C O2(g) +H2O(g)A partir de 400g de C H3O Hy 612g de O2 se han pro-ducido 250g de C O2, cul es la eficiencia del proceso?P.A. (C=12, O=16)a) 92,6% b) 81,8% c) 76,8%d) 60% e) 74,27%17. Para obtener el bicarbonato de sodio (N aH C O3), lareaccin es:H2C O3 +N a N aH C O3 +H2Si se utilizan 372g de H2C O3 y 115g de sodio,obtenindose solo 402g, de N aH C O3 entonces deter-m ine el rendim iento de la reaccin.P.A. (C=12, O=16, N a =23)a) 85,7% b) 92,1% c) 95,7%d) 97,1% e) 93,8%18. Si se lleva a cabo la sntesis de H aber se utilizan 30 g deH2 y 150 g de N2.Indicar lo incorrecto:a) El hidrgeno es el reactivo lim itante.b) Se producen 170 g de am onaco.c) Al final se recogen 180 g de sustancias.d) Q uedan sin reaccionar 140 g de nitrgeno.e) El nitrgeno es el reactivo en exceso.19. Se tiene 300g de una m uestra de aleacin que contieneplata, la cual necesita 252g de cido ntrico para lareaccin total de la m ism a; determ ine la pureza de lam uestra a partir de la siguiente reaccin:Ag +H N O3 AgN O3 +N O2 +H2OP.A. (Ag =108, N=14, O=16)a) 82% b) 67% c) 72%d) 69% e) 75%20. C untos litros de oxgeno se requiere para lacom bustin com pleta de 20g de C4H10 en condicionesnorm ales?a) 21 litros b) 28,62 litros c) 25,1 litrosd) 30,16 litros e) 50,2 litros21. El 50%del C O 2 producido en la com bustin com pletadel propano es utilizado para producir hielo seco.D eterm inar la m asa del propano necesario para producir1320g de hielo seco.a) 440 b) 220 c) 660d) 350 e) 88022. Q ue cantidad de cloruro de potasio se puede obtenera partir de 1225g de clorato de potasio?La eficienciade la reaccin es de 50% .C onsidere la reaccin :2 3O KC l KC lO + a) 372,5 g b) 74,5 g c) 110 gd) 50,5 g e) 82,7 g23. U n alam bre de plata que pesa 12,5g se disolvi encido ntrico.Q ue peso de nitrato de plata se form ,siendo el rendim iento de la reaccin del 80% ? O2H2N O3A gN O3H N O 2 A g + + +a) 20,42 b) 31,62 c) 40,17d) 15,72 e) 18,2024. Q u volum en se obtendr de am oniaco (N H 3) a partirde 124 L de nitrgeno gaseoso, por el m etodo sintticohaber, siendo el rendim iento de la reaccin del 60% ?a) 22,4 L b) 136,2 L c) 413,2 Ld) 127,2 L e) 148,8 L25. C untos litros de aire se consum iran en la com bustincom pleta de 54L de gas acetileno (C 2H 2) sabiendoque el redim iento industrial del proceso es del 80% ?A ire : 20%O2, 80%N2.a) 270 L b) 300 L c) 400 Ld) 350 L e) 540 L26. Se com binan 6 m oles de KC l con 4 m oles de O 2 paraform ar KC lO 3 la cantidad en exceso es:a)3,33 m oles de KC l.b)1,33 m oles de O2 .c)2,67 m oles de KC l.d) 2,67 m oles de O2 .e)N o hay exceso.27. Se com binan 2 m oles de H2 con 3 m oles de O2 paraform ar agua.Las m oles en exceso son :a) 1 a O2 b) 2 de H2c) 2 de O2d) 3 de O2e) 1 de H228. Se hace reaccionar una m uestra de 200 g de cidosiliclico con suficiente anihidrido actico para obtener220g de cido acetil saliclico (aspirina) de acuerdocon la siguiente reaccin:C O O H C H O H C O ) C O C H ( O H C3 4 8 9 2 3 3 6 7+ +D eterm inar el rendim iento de la reaccin para laaspirina:a) 41,5% b) 60,2 c) 39,7d) 13,6 e) 84,329. Se tiene C O2 en un recipiente cerrado herm ticam entea 427Cy 10 Atmde presin.Al calentar hasta 1127Cla presin aum enta hasta 22,5 Atm .Producindose laQumica192siguiente reaccin:2O C O 22C O 2 + Q u porcentaje m olar de C O2 no se ha transform ado?a) 30,2% b) 66,7% c) 40,1%d) 80,2% e) 92,3%30. Seproduceladescom posicindelKC lO3 con unrendim iento del 80 % . Q u m asa del KC l se producira partir de 3 kg de clorato de potasio?.m .A.[K= 39,1;C l =35,5]a) 1460,4 g b) 1825,8 c) 1678,32d) 1000 e) 2160,2431. Se quem a carbono con un rendim iento del 80 % . Q um asa en toneladas se debe quem ar para producir 0,8ton. de C O2?a) 0,1745 ton b) 0,273 ton c) 0,491 tond) 0,961 ton e) 0,500 ton32. H allar la m asa de oxgeno que puede obtenerse alcalentar 43,3g de xido m ercurico M A(H g) =201,02O21H g H gO + Aa) 1,6 g b) 4,1 g c) 3,9 gd) 3,2 g e) 4,4 g33. C untos gram os de sulfato de Zinc se producir por laaccin de 8,5g de Zinc en cido sulfrico?M A(Zn) =65,352H4ZnSO4SO2H Zn + +a) 10,4 g b) 20,8 c) 5,6d) 14,2 e) 31,534. En el proceso:O2H2C O2O6H2C + + se desea quem ar 6 L deetano (C2H6).Q u volum en de oxgeno se debeem plear?a) 21 L b) 14 c) 15d) 16 e) 1335. Segn la ecuacin :) g (O2H) g (2N) (2O2H) (4H2N + + Si se colocan 8 g de hidracina.C untos m oles denitrgeno se obtienen?a) 2 m ol b) 0,25 c) 0,5d) 0,75 e) 136. C untas m oles de agua se obtienen a partir de 40 L deH2?a) 10 b) 20 c) 30d) 40 e) 5037. Si 28g de hierro (M A =56) reacciona con 9g de agua) 18 M ( =segn:2H3O2Fe O2H Fe + +La cantidad en exceso es:a) 18,67g de Feb) 9,33g de Fec) 27g de H 2Od) 56g de Fee) 22,4g de H 2O38. En la reaccin :2H2) O H ( C a O2H C a + +Al com binarse 10g de calcio con 15g de agua el reactivolim itante y la sustancia en exceso respectivam ente son:a) H2 y C a(O H )2b) C a y H2Oc) H2Oy C a d) C a y C a(O H )2e) H2 y H2O39. Q u volum en a C .N . de gas acetileno (C 2H 2) se puedeobtener usando 240g de C a C 2 con 70%de pureza?2H2C2) O H ( C a O2H2C aC + +a) 43,3L b) 56,6 c) 58,8d) 78,8 e) 67,740. Q u volum en de anhidrido sulfuroso a C .N . se debeutilizar para obtener 10 m ol de cido pirosulfrico?3SO 22O2SO 2 +7O2S2H 23SO 24SO2H 2 +a) 448 b) 720 c) 224d) 44,8 e) 22,441. Para obtener 51 gram os de am oniaco fue necesarioem plear 20%en exceso de H 2 y 10%en exceso denitrgeno.Q u cantidades se han usado de estoscom puestos?a) 5,4 m ol de O2b) 5,4 m ol de H2c) 10,8 m ol H2d) 4,7 m ol de H2e) 2,5 m ol de O242. Se tiene 100 gram os de hidrgeno y 700 gram os deoxgeno, en la sntesis del agua. D eterm inequ reactivoy cuntos gram os quedan sin reaccionar?a) H2 ,12,5 g b) O2 , 87,5 gc) H2 , 25,5 g d) O2 ,74,5 ge) O2 ,12,5 g43. Se com bina 100 litros de nitrgeno m ezclados con 100litros de hidrgeno, en la sntesis del am onaco.Suponiendo condiciones de avogadro, determ ine quereactivo y cuantos litros quedan sin reaccionar.a) H2 , 50 L b) H2 , 33,33 Lc) N2 , 50 L d) N2 , 66,67 Le) N2 , 33,33 LTRILCE19344. Se som ete a un calentam iento enrgico a 2 000 gram osde KC lO3. D eterm ine Q u volum en de O2(g) se producea C .N . con un rendim iento del 60 % ?m .A. [K =39,1 , C l =35,5] KC lO3 (s) KC l(s)+ O2 (g)a) 328,87 L b) 306,87 L c) 222,61 Ld) 291,16 L e) 361,21 L45. Se com bina 60 gram os de hidrgeno con 100 gram osde oxgeno, en la sntesis del agua. D eterm ine cul delos reactivos es el lim itante?a) H idrgeno.b) O xgeno.c) Los dos elem entos se consum en.d) Falta conocer la tem peratura.e) Im posible saber.46. Se com bina 50 gram os de hidrgeno con 250 gram osde oxgeno, en la sntesis del agua. D eterm ine elrendim iento terico en la form acin del agua.a) 250 g b) 281,25 g c) 296,6 gd) 225 g e) 222,22 g47. Se com bina 10 gram os de nitrgeno con 3 gram os dehidrgeno, en la sntesis del am onaco. D eterm ine qureactivo y cuntos gram os quedan sin reaccionar?a) N2 , 0,86 g b) H2 , 2,14 gc) N2 , 2,14 g d) H2 , 0,86 ge) N2 , 1,16 g48. Se com bina 100 litros de nitrgeno gaseoso con 240litros de hidrgeno gaseoso en condiciones deavogadro. D eterm ine el rendim iento terico en laform acin del am onaco.a) 120 L b) 160 L c) 240 Ld) 150 L e) 220 L49. U na m ezcla de 12,2 g de potasio y 22,2 g de brom o hasido calentada hasta que la reaccin fue com pleta.C untos gram os de KBr se form aron?m .A. [K = 39 , Br =80]a) 13 g b) 33 g c) 63 gd) 22 g e) 37,23 g50. C alcular la m asa de dixido de m anganeso quereacciona con un exceso de cido clorhdrico, de talm anera que se produzca 142 g de C l2.PF (M nO2 =87; C l2= 71)) ( 2 ) g ( 2 ) s ( 2 ) ( ) s ( 2O H 2 C l M nC l H C l 4 M nO + + +a) 158 b) 174 c) 79d) 96 e) 14251. Para la obtencin de 20 litros de gas am onaco N H3 , serequiere:a) 5 L de H2 y 15 L de N2.b) 10 L de H2 y 10 L de N2.c) 10 L de H2 y 20 L de N2.d) 15 L de H2 y 5 L de N2.e) 30 L de H2 y 10 L de N2.52. U n cilindro de gas com prim ido, que no lleva rtulo, sesupone contiene etano, etileno, propileno o acetileno.La com bustin de 12 cm3 de m uestra del gas requiere54 cm3 de oxgeno para su com bustin com pleta. D equ gas se trata?.a) Etano.b) Etileno.c) Propileno.d) Acetileno.e) N inguno de los gases m encionados.53. Se puede obtener sulfato de alum inio m ediante lareaccin de alum inio con cido sulfrico. Si hay24,092 1023 tom os de alum inio que participatotalm ente en la reaccin, qu volum en de gashidrgeno a condiciones norm ales se obtendr si elrendim iento es del 80% ?Al +H2SO4 Al2(SO4)3 +H2a) 134,4 litros b) 107,52 litrosc) 89,62 litros d) 108,52 litrose) 76,84 litros54. Para la com bustin de 20 litros de CnH2n+ 2; fueronnecesarios 160 litros de oxgeno. D eterm inar lacom posicin centesim al de carbono en el hidrocarburo.P.A. (C=12)a) 83,3 b) 72,9 c) 68,5d) 78,9 e) 87,655. El calcio y el m agnesio reaccionan lentam ente con loscidos, desprendiendo hidrgeno; por ejem plo:C a +H2SO4 C aSO4 +H2M g +H2SO4 M gSO4 +H2Al hacer reaccionar una m ezcla de am bos m etales quepesan 10g, con H2SO4 en exceso se desprendi 0,35m oles de hidrgeno. Q u peso de m agnesio existe enla m ezcla? P.A. (M g =24, C a =40)a) 3 g b) 4 g c) 6 gd) 7 g e) 8 g56. Si hacem os com bustionar 30cm3 de una m ezcla deC H4 y C2H4 con 500cm3 de aire, indique la cantidadrem anente de oxgeno si se obtiene 40cm3 de C O2.a) 20 cm3b) 8 cm3c) 30 cm3d) 10 cm3e) 40 cm3Qumica19457. Se hace arder 2L de propano (C3H8) a 23Cy 740torr.C alcule cuntos litros de oxgeno a 33Cy 750m m H g,se necesitan para la com bustin com pleta.a) 5,1 L b) 10,2 L c) 20,4 Ld) 40,8 L e) 81,6 L58. Se tiene un recipiente de 100 litros conteniendo unam ezcla de C H4 y oxgeno, el cual reacciona y obtiene40 litros de C H4 y 20 litros de C O2. D eterm inar cul erala com posicin volum trica de la m ezcla inicial.a) C H4 30% ; O2 70%b) C H4 40% ; O2 60%c) C H4 50% ; O2 50%d) C H4 60% ; O2 40%e) C H4 70% ; O2 30%59. C ul ser la m xim a cantidad de | |6) C N ( Fe Zn2Kquese puede obtener con todo el carbono contenido en12g de 3C O2K , suponiendo que se dispone de lacantidad suficiente de los otros elem entos?M asasm olares:1383C O2K = .| | 3556) C N ( Fe Zn2K =a) 6,2g b) 5,1 c) 10,3d) 30,8 e) 12,660. Los carbonatos de los elem entos alcalino-trreos sedescom ponen al calentarlos produciendo dixido decarbono (C O2), de acuerdo a las siguientes reacciones:) g ( 2 ) s ( ) s ( 3) g ( 2 ) s ( ) s ( 3C O M gO M gC OC O B aO B aC O+ + C untos gram os de M gC O3 producir la m ism a canti-dad de C O2 que la obtenida por la descom posicin de98,65 gram os deBaC O3?Pesos frm ula: (BaC O3= 197,3; M gC O3= 84,3).a) 17,15 b) 27,80 c) 37,80d) 42,15 e) 44,25TRILCE195Claves Claves 01.02.03.04.05.06.07.08.09.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.adcedbbdaebcacceccceeadeeaceda31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.bdbabdcbccbadabbdcbcccbababcbd