guia prÁctica nº 1 - estequiometria
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UNIDAD 2 – ESTEQUIOMETRÍA - AUTOEVALUACIÓN
Química I-Unidad 2-Estequiometría Prof. Ing. Beatriz Colmenares, MSc.
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ÁREA DE TECNOLOGÍACOMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO
LAPSO DEPARTAMENTO UNIDAD CURRICULAR PLAN DE ESTUDIO 2013-I QUIMICA QUÍMICA I BÁSICO DE INGENIERIA
GUIA PRÁCTICA Nº1 UNIDAD 2 PROFESORESTEQUIOMETRÍA Ing. Beatriz Colmenares, MSc.
1. Proporcionar el peso de un mol de cada una de las siguientes sustancias:
a)Mg ; b) C ; c) Fe ; d) Cl ; e) Sr ; f) O ; g) P ; h) Ca ; i) S ; j)Na ; k) Si ; l) Hg ; m) H
Sugerencia: Diseñar una tabla para dar la solución.
2. Proporcionar el peso fórmula de los siguientes compuestos:
a) MgO ; b) CaCl2 ; c)PCl5 ; d) S2Cl2 ; e) Na3PO4; f) Hg(NO3)2
f) SiO2 (cuarzo); g) Mg(OH)2 (leche de magnesia); h) MgSO4.7H2O (Sales de epsom);
i) CaMg3Si4O12 (asbesto); j) C6H8O6 (vitamina C); k) C12H22O11 (Sacarosa-azúcar de caña).
3. Diga cuál es la cantidad de átomos y moles de cada elemento presente en un mol de las
siguientes moléculas de los compuestos:
a) CO2; b) N2O4; c) Al2(SO4)3; d) Ca(OH)2; e) K2CO3; f) Ba(C2H3O2)2.
4. ¿Cuál es el peso de 1,35 moles de cafeína, C8H10N4O2? R: 261,90 g cafeína.
5. ¿Cuál es el peso de 2,33 moles de penicilina, C16H18O4N2S? R: 778,22 g penicilina.
6. ¿Cuál es el peso de 6,30 moles de sulfato de plomo, PbSO4? R:1910,10 g PbSO4.
7. ¿Cuál es el peso de 0,144 moles de TiO2, un pigmento utilizado en pintura blanca? R: 11,51 g.
8. ¿Cuántos moles hay en 242 g de bicarbonato de sodio, NaHCO3 (polvo de hornear).
R: 2,88 moles.
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9. ¿Cuántos moles hay en 1,40 x 103 g de butano, C4H10?. R: 24,14 moles.
10. ¿Cuántos moles hay en 85,3 g de ácido sulfúrico, H2SO4. R: 0,870 moles.
11. ¿Cuántos moles de S hay en 1 mol de As2O3. R: 2,88 moles. R: 3 moles.
12. ¿Cuántos moles de O hay en 1,50 moles de Cr2O3? R: 4,50 moles.
13. ¿Cuántos moles de CO2 podrían liberarse de 1,00 mol de piedra caliza, CaCO3?. R: 1 mol.Reacción: CaCO3 CO2 + CaO
14. ¿Cuántos moles de BaSO4 podrían prepararse a partir de 1,25 moles de Al2(SO4)3?.R: 3,75 moles de K.Reacción: Al2(SO4)3 + 3Ba 3BaSO4 + Al2
15. ¿Cuántos moles de potasio hay en 120 g de KCl. R: 1,610 moles de K.
16. ¿Cuántos moles de S hay en 632 g de pirita férrica, FeS2?. R: 10,55 moles de S.
17. Cuando se quema carbón que contiene pirita férrica, FeS2, se produce dióxido de azufre, SO2, según la ecuación mostrada a continuación. ¿Cuántos moles de FeS2 tendrían que reaccionar para producir 1000 gramos de SO2?. R: 15,61 mol FeS2.
Reacción: FeS2 + O2 FeS + SO2
18. ¿Cuál sería el peso de una molécula de sacarosa (C12H22O11)?. R: 5,680 x 10 −22.
19. ¿Cuántos átomos de carbono hay en 4,00 x 10−8 g de propano, C3H8?. R: 1,643 x 10 15 átomos de C.
20. Calcular la masa de Cu que se requiere para reaccionar con 5,00 x 10 20 moléculas de S8
para formar Cu2S. R: 0,105 g Cu.Reacción: 2Cu + S8 Cu2S + S7
21. Calcular la composición en porcentaje de cada uno de los siguientes compuestos:a) FeCl3 ; b) Na3PO4 ; c) KHSO4 ; d) (NH4)2HPO4 ; e) Hg2Cl2.R: a) [%Fe = 34,43 ; %Cl = 65,57] ; d) [%N= 21,22 ; %H= 6,82 ; %P= 23,47 ; %O= 48,50].
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22. Calcular la composición en porcentaje de cada uno de los siguientes compuestos:a) Benceno (C6H6) ; b) Alcohol etílico (C2H5OH); c) Dicromato de potasio (K2Cr2O7)d) Tetrafluoruro de Zenón (XeF4); e) Carbonato de calcio (CaCO3).R: c) [%K = 26,58 ; %Cr = 35,35 ; %O= 38,07] ; d) [%Xe= 63,34 ; %F= 36,66].
23. Calcular el peso de nitrógeno en 30 g de aminoácido, glicina, CH2NH2COOH. R: 5,60g N.
24. Calcular el peso de hidrógeno en 12 g deNH3. R: 2,12 g H.
25. Una muestra de azufre de 1,31 gramos, reaccionó con un exceso de cloro y se obtuvieron 4,22 g de producto que contiene solamente azufre y cloro. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?.
26.Se encontró que una sustancia está compuesta de 60,8% de sodio, 28,5% de boro y 10,5% de hidrógeno. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?. R: [NaBH4].
27.La vainilla está compuesta de carbono: 63,2%; hidrógeno: 5,26% y oxigeno: 31,6%. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?. R: [C8H8O3].
28.Una muestra de 0,537g de un compuesto orgánico que sólo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno fue quemada al aire y produjo 1,030 g de CO2 y 0,632 g de H2O. ¿Cuál es la fórmula empírica del compuesto?. R: [C2H6O].
29.Los siguientes datos corresponden a fórmulas empíricas y pesos moleculares de cinco compuestos. ¿Cuáles son sus fórmulas moleculares?.
a) FE = NaS2O3, PM = 270,4 g. R: Na2S4O6
b) FE = C3H2Cl, PM = 147,0 g.
c) FE = C2HCl, PM = 181,4 g.
d) FE = Na2SiO3, PM = 732,6 g.R: Na12Si6O18
e) FE = NaPO3, PM = 305,9 g.
30.Una muestra de 1,35 g de una sustancia que contiene carbono, hidrógeno y oxígeno se quemó obteniéndose 0,810 g de H2O, y 1,32 g de CO2. En otra reacción, una cantidad de 0,735g de la sustancia produjo 0,284 g de NH3. Determinar la fórmula empírica de la solución. R: CH3NO.
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31. Se quemó una muestra de 0,5000 g de ácido cítrico que contiene sólo C, H y O. Produjo 0,6871 g de CO2 y 0,1874 g de H2O. El peso molecular del compuesto es 192. ¿Cuál es la fórmula molecular del ácido cítrico?. R: C6H8O7.
32. Se sintetizó un compuesto orgánico y al analizar una muestra se encontró que contiene C; H, N, O y Cl. Se observó que al quemar una muestra de 0,150 g del compuesto, produce 0,138 g de CO2, y 0,0566 g de H2O. En 0,200 g de otra muestra, todo el N del compuesto se convirtió en NH3, encontrándose un peso de esta sustancia igual a 0,0238 g. Finalmente, en una muestra de 0,125 g del compuesto, el Cl se convirtió en Cl− y se precipitó como AgCl. El AgCl al secarse pesó 0,251 g.a) Determinar la fórmula empírica del compuesto.b) Calcular el porcentaje en peso de cada elemento en el compuesto.
R: a) [FE = C3H6NOCl2]. b) [C= 25,12% ; H= 4,20% ; N= 9,80% ; O= 11,20% ; Cl= 49,62%.].
33. El insecticida DDT (los ecólogos admiten que es un serio contaminante del medio ambiente), se prepara mediante una reacción entre Clorobenceno y Cloral.
Reacción: 2C5H5Cl + C2HCl3O - C14H9Cl5 + H2OClorobenceno Cloral DDT
¿Cuántos kilogramos de DDT pueden producirse a partir de 1000 Kg de clorobenceno?.
R: 1575,15 Kg de DDT.
34. La aspirina se prepara por la reacción del ácido salicílico (C7H6O3) con el anhídrido acético (C4H6O3), conforme a la reacción:
Reacción: C7H6O3 + C4H6O3 C9H8O4 + C2H4O2 Aspirina
¿Cuántos gramos de ácido salicílico deben emplearse para preparar dos tabletas de 5 granos de aspirina (1 gramo = 15,4 granos). R: 0,50 g C7H6O3.
35. El acetileno, que se utiliza como combustible en los sopletes para soldar, se produce en una reacción del carburo de calcio con agua.
Reacción: CaC2 + 2H2O - Ca(OH)2 + C2H2(g)Carburo de calcio Acetileno
a) ¿Cuántos moles de C2H2 se producirían a partir de 2,50 moles de CaC2?. R: 2,50 mol.b) ¿Cuántos gramos de C2H2 se formarán a partir de 0,500 moles de CaC2?. R: 13 g.c) ¿Cuántos moles de H2O se consumirán si se forman 3,20 moles de C2H2 ?. R: 6,40 mol.d) ¿Cuántos gramos de Ca(OH)2 se producen cuando se forman 28,0 g de C2H2 ?.
R: 79,67 g.
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36. Examinar la siguiente ecuación balanceada: 6 ClO2 + 3H2O 5HClO3 + HCl
Dióxido de cloro Clorato de hidrógeno
a) ¿Cuántos moles de HClO3 son producidos a partir de 14,3 g de ClO2?.
R: 0,177 moles de HClO3.
b) ¿Cuántos gramos de H2O se necesitan para producir 5,47 g de HCl?. R: 8,50 g H2O.
c) ¿Cuántos gramos de HClO3 son producidos cuando 4,25 g de ClO2 se agregan a 0,853 g de
H2O ?. Indicar cuál es el reactivo limitante y el reactivo en exceso. R: 4,48 g HClO3.
d) ¿Cuántos gramos de reactivo en exceso (RE) quedan al final de la reacción?. R: 0,270 g
RE.
37. La dimetilhidracina (CH3)2NNH2, se ha empleado como combustible en el módulo lunar de
descenso Apolo, usando N2O4 líquido como oxidante. Los productos de la reacción de las dos
sustancias en el motor del cohete son H2O, CO2 y N2.
a) Escribir una ecuación química balanceada de la reacción.
b) Calcular la masa de N2O4 necesaria para quemar 50 Kg de dimetilhidracina. R: 153,33 Kg N2O4.
38. La fermentación del azúcar para producir alcohol etílico procede según la ecuación,fermento
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
¿Cuál es el peso máximo de alcohol que puede obtenerse a partir de 500g de azúcar?.R: 255,56 g C2H5OH.
39. La hidracina, N2H4, y el piróxido de hidrógeno, H2O2, se han utilizado como combustibles
para cohetes. Reaccionan de acuerdo con la ecuación:
7 H2O2 + N2H4 2 HNO3 + 8 H2O
a) ¿Cuántos moles de HNO3 se forman a partir de 0,0250 moles de N2H4?. R: 0,050 mol.
b) ¿Cuántos moles de H2O2 se requieren para producir 1,35 moles de H2O?. R: 1,181 mol.
c) ¿Cuántos moles de H2O se forman si se producen 1,87 moles de HNO3?. R: 7,480 mol.
d) ¿Cuántos moles de H2O2 se requieren para reaccionar con 22,0 g de N2H4?. R: 4,813 mol.
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e) ¿Cuántos gramos de H2O2 se requieren para producir 45,8 g de HNO3?. R: 86,51 g.
40. El fósgeno, COCl2, se utilizó en una ocasión como gas de combate. Es venenoso porque al ser
inhalado, reacciona con el agua de los pulmones produciendo ácido clorhídrico, HCl, que
produce graves lesiones pulmonares, que en último término ocasionan la muerte. La reacción
química es:
COCl2 + H2O CO2 + 2HCl
a) ¿Cuántos moles de HCl se producen al reaccionar 0,430 moles de COCl2 ?. R: 0,860 mol.
b) ¿Cuántos gramos de HCl se producen al formarse 11,0 g de CO2?. R: 18,23 g HCl.
c) ¿Cuántos moles de HCl se formarán si 0,200 mol de COCl2 se mezclan con 0,400 mol de
H2O?. R: 0,400 mol. Indicar cuál es el reactivo limitante y el reactivo en exceso.
d) ¿Cuántos de moles de reactivo en exceso quedan al final de la reacción?. R: 0,200 mol RE.
41. El fósforo blanco, compuesto por moléculas de P4, se utiliza en equipos incendiarios militares
ya que se enciende en forma espontánea al exponerse al aire. El producto de la reacción con
oxigeno es P4O10.
a) Escribir una ecuación química balanceada para la reacción de P4 con O2.
b) ¿Cuántos moles de P4O10 pueden producirse al utilizar 0,500 mol de O2?. R: 0,100 mol.
c) ¿Cuántos gramos de P4 se requieren para producir 50,0 g de P4O10 ?. R: 21,83 g P4.
d) ¿Cuántos gramos de P4 reaccionarán con 25,0 g de O2?. R: 19,38 g P4.
42. Bajo condiciones apropiadas, el acetileno, C2H2 y el HCl reaccionan para formar cloruro de
vinilo C2H3Cl. Esta sustancia se utiliza para fabricar plásticos de cloruro de polivinilo (PVC) y
recientemente se demostró que es carcinogénica (ocasiona cáncer). La ecuación para la
reacción es:
C2H2 + HCl C2H3Cl
En determinado momento, 35,0 g de C2H2 se mezclan con 51,0 g de HCl.
a) ¿Cuál es el reactivo limitante?. ¿Cuál es el reactivo en exceso?.
b) ¿Cuántos gramos de C2H3Cl se forman?. R: 84,06 g.
c) ¿Cuántos gramos del reactivo en exceso permanecen intactos después de que se
completa la reacción?. R: 1,932 g RE.
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d) Si el porcentaje de rendimiento es 40%, ¿cuál es el rendimiento real?. R: 33,62 g C2H3Cl.
43. En un experimento típico, un estudiante hizo reaccionar benceno, C6H6, con bromo, Br2,
intentando la preparación de bromobenceno, C6H5Br. Esta reacción también produjo, como
subproducto, dibromobenceno, C6H4Br2. Tomando como base la ecuación,
C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr
a) ¿Cuál es la cantidad máxima de de C6H5Br que pudo haberse esperado obtener partiendo
de 15,0 g de benceno. R: 30,19 g C6H5Br.
b) En este experimento, el estudiante obtuvo 2,50 g de C6H4Br2. ¿Qué cantidad de C6H6 no se
convirtió en C6H5Br?.
c) ¿Cuál fue el rendimiento efectivo de C6H5Br del estudiante?.
d) Calcular el porcentaje de rendimiento para esta reacción.
44. El freón 12, gas empleado como refrigerante, se prepara por la reacción siguiente:
3CCl4 + 2SbF3 3CCl2F2 + 2SbCl3
freón 12
Si se mezclan 150 g de CCl4 con 100 g de 2SbF3 .
a) ¿Cuántos gramos de CCl2F2 pueden formarse?. R: 101,44 g de freón 12.
b) ¿Cuántos gramos y de qué reactivo sobrarán después que la reacción se haya suspendido?.R: 20,92 g CCl4.
45. El acetileno, C2H2 (HCΞCH), puede reaccionar con dos moléculas de Br2 para formar C2H2Br4, siguiendo las siguientes reacciones:
C2H2 + Br2 C2H2Br2
C2H2Br2 + Br2 C2H2Br4
Si 5,00 g de C2H2 se mezclan con 40,0 g de Br2 .¿Qué pesos se formarán de C2H2Br2 y C2H2Br4?. Suponer que reacciona todo el C2H2. R: 35,71 g C2H2Br2 y 20,07 g C2H2Br4.
46. La plata se ennegrece en presencia de sulfuro de hidrógeno (olor a huevos podridos) debido a la reacción:
4 Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2OSulfuro de Sulfuro dehidrógeno plata, negro
¿Cuánto Ag2S se obtendrá de una mezcla de 0,950 g de Ag, 0,140 g de H2S y 0,0800 g de O2?.
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R: 1,02 g Ag2S.
47. El litargirio, un pigmento utilizado en las pinturas a base de plomo, se fabrica por medio de las
reacciones:
2Pb + 2HC2H3O2 + O2 2Pb(OH)C2H3O2
6Pb(OH)C2H3O2 + 2CO2 Pb3(OH)2(CO3)2 + 2H2O + 3Pb(C2H3O2)2
litargirio
a) Si se parte de 20 g de Pb, ¿cuántos gramos de litargirio pueden prepararse?. R: 12,48 g.
b) ¿Cuántos gramos de CO2 se requerirán si se consumen 14,0 g de O2 en la primera
reacción?. R: 12,83 g.
Suponer que todo el Pb en la primera reacción se convierte completamente en los productos de la segunda reacción.
48. Un químico desea sintetizar cierto compuesto que tiene un peso molecular de 100. La
síntesis requiere de seis etapas consecutivas, cada una de ellas son un rendimiento de 50%.
Si se empieza con 30 g de material inicial que tiene un peso molecular de 80, calcule:
a) ¿Cuántos gramos de producto final obtendrá?. R: 0,59 g.
b) ¿Cuántos gramos de material inicial requerirá para producir 10,0 g de producto final?.R: 512 g.
49. La roca fosfórica, Ca3(PO4)2, se trata con ácido sulfúrico para producir fertilizantes de fosfatos,
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 + 4 H2O Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4.2H2Ofertilizante de fosfato
¿Cuántas toneladas de ácido sulfúrico se requieren para que reaccione con 25,0 toneladas de
roca fosfórica?. R: 15.8 Ton.
50. ¿Cuántas libras de amoníaco pueden producirse a partir de 650 libras de H2 por la reacción:
N2 + 3H2 2NH3
R: 3683,33 lb NH3.
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51. El ácido sulfúrico se puede obtener a partir de pirita de hierro pura (FeS 2) de acuerdo con las
siguientes reacciones:
4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8SO2
2SO2 + O2 2 SO3
SO3 + H2O H2SO4
¿Cuántos gramos de H2SO4 pueden obtenerse a partir de 60,0 g de FeS2? R: 98 g.
52. En una reacción entre metano, CH4, y el cloro, Cl2, se pueden formar cuatro productos: CH3Cl,
CH2Cl2, CHCl3 y CCl4. En un caso determinado reaccionaron 20,8 g de CH4 produciendo 5,0 g
de CH3Cl; 25,5 g de CH2Cl2 y 59,0 g de CHCl3.
a) ¿Cuántos gramos de CCl4 se formaron?.
b) Con base en el CH4 disponible, ¿cuál es el rendimiento teórico del CCl4 ?.
c) ¿Cuál es el rendimiento en porcentaje de CCl4 ?.
d) ¿Cuántos gramos de Cl2 reaccionaron con el CH4?.
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