PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 1.- L’hidrocarbur età és gas a temperatura ambient. Es disposa de 12 litres d’età mesurats en condicions normals. Si es realitza la combustió completa, calculeu: a) El nombre de mols d’oxigen necessaris per a la combustió del gas utilitzat. b) Si en lloc d’oxigen s’utilitza aire, calculeu el volum d’aire mesurat a 18ºC i 740 mmHg, necessari per a la combustió. DADES: considereu que l’aire té un 20% d’oxigen en volum. Problema 2.- La densitat d’un determinat compost en estat gasos és de 1,26g/L a 50ºC i 747mmHg. Suposeu que aquest compost es comporta com un gas, calculeu la seua massa molar. Problema 3.- Un determinat compost orgànic té la següent composició percentual: C=75,450; H=6,587; N=8,383; O= 9,581. Calculeu la seua fórmula empírica. Problema 4.- Calculeu el volum d’aigua que hi ha que afegir a 50 mL d’una dissolució d’àcid sulfúric del 90,12% de riquesa en pes i densitat 1,815 g/mL per a obtenir una dissolució que tinga una concentració de 1,0 g/mL (suposeu que els volums són additius). Calculeu la molaritat de la dissolució diluida. Problema 5.- Calculeu la molaritat d’una dissolució d’àcid nítric al 70% en pes i densitat 1,42

g/mL. Què volum d’aquesta dissolució serà necessari per a preparar 250 mL de HNO3, 2M? Problema 6.- En cremar-se 1,95 g de un compost orgànic, format exclusivament per C, H i S, s’obtenen 2,94 g de diòxid de carboni i 1,19 g d’aigua. a) Calculeu la fórmula molecular del compost orgànic anterior, si en vaporitzar-se 1,51 g ocupen un volum de 1 litres, mesurats a 200ºC i 0,458 atmosferes. Problema 7.- Es disposa d’un àcid clorhídric comercial del 40% en massa i una densitat de 1,198 g/mL. a) Calculeu la molaritat d’aquest àcid clorhídric concentrat. b) Calculeu la molaritat de la dissolució que resulta de mesclar 250 mL d’aquest àcid i 500 mL d’àcid clorhídric 3 M. Problema 8.- Una mescla de metà i acetilè (etí) es mescla amb oxigen i es crema totalment. Al final es recullen 2,20 g de diòxid de carboni i 0,72 g de aigua. Calculeu la quantitat, en grams, de metà i d’acetilè que s’han cremat. Problema 9.- En la reacció d’alumini amb àcid clorhídric es despren hidrogen. Es posen en un matraç 30 g d’alumini de 95% de puresa i s’afegeixen 100 mL d’un àcid clorhídric comercial de densitat 1’170 g/mL i 35% de puresa en massa. Amb aquestes dades, calculeu: a) Quin és el reactiu limitant? b) Quin és el volum d’hidrogen que s’obtindrà a 25ºC i 740 mmHg? Problema 10.- El carbonat de calci reacciona amb àcid clorhídric per a donar clorur de calci,

Problema 11.- Una mostra de 0,712 g de acetilur de calci (CaC2) impur reacciona amb aigua donant hidròxid de calci i acetilè (gas). Si s’obtenen 195 mL de acetilè mesurats sobre aigua a 15º C i 748 mmHg. Calculeu: a) quants mols de acetilè s’obtenen? b) El percentatge de acetilur de calci en la mostra. DADES: P vap(H2O) a 15ºC és de 13 mmHg

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

Desam RG

diòxid de carboni i aigua. a) Escriu i ajusta el procés anterior. b) Quin volum de HCl de concentració 1,5 M reaccionarà amb 35 g de carbonat de calci? c) Si s’han obtés 6’95 litres de diòxid de carboni mesurats a 1 atm i 20ºC, quin és el rendiment de la reacció?

1

PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 12.- El carbonat de magnesi reacciona amb àcid clorhídric per a donar clorur de magnesi, diòxid de carboni i aigua. a) Calculeu el volum d’àcid clorhídric, de densitat 1,095 g/mL i del 20% en pes que es necessitarà per a què reaccione amb 30,4 g de carbonat de magnesi. b) Si en el procés anterior s’obtenen 7,4 litres de diòxid de carbona, mesurats a 1 atm i 27ºC, quin ha sigut el rendiment de la reacció? Problema 13.- Un mètode senzill per a obtenir òxid de nitrogen (II) (g) en el laboratori consisteix en fer reaccionar el coure metàl·lic amb àcid nítric concentrar. A més a més de l’òxid de nitrogen (II) s’obté, com a productes, nitrat de coure (II) i aigua. En un recipient adequat es col·loquen 6,5 g de coure i s’afegeixen 25 mL d’àcid nítric concentrat de densitat 1,41 g/mL i riquesa 69% (en pes). a) Escrigueu la reacció ajustada

b) Determineu el reactiu limitant

c) Calculeu la massa d’òxid de nitrogen (II) que s’obtindrà i quin volum ocuparà a 27ºC i 1,8 atm de pressió. DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; O=16; N=14; Cu=63,5 — R= 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2000 Problema 14.- La pirita és un mineral component majoritari és el sulfur de ferro (II). El procediment de “tostació” de la pirita (escalfament a alta temperatura) dona lloc a òxid de ferro (III) i diòxid de sofre, d’acord amb la reacció (no ajustada): FeS (s) + O 2 (g)  Fe2O3 (s) + SO2 (g) Calculeu: a) La puresa d’una certa mostra de pirita si la “tostació” de 5,765 g de producte produeix 4,357 g de Fe2O3 b) Finalment, el diòxid de sofre obtingut s’utilitza a la síntesi de l’àcid sulfúric d’acord a la reacció no ajustada:

SO2 (g) + O2 (g) + H2O (l)  H2SO4 (l)

Calculeu el volum d’aire (20% O2 i 80% N2) mesurat a 10ºC i 810 mmHg necessari per a produir una tona de H2SO4 DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; O=16; S=32; Fe=58,8 — R= 0,082 atm L/ ( mol K) PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2001 Problema 15.- Un compost orgànic A conté el 81,81% de C i el 18,19% d’H. Quan s’introdueixen 6,58 g d’aquest compost en un recipient de 10 L de volum a 327ºC s’arriba a una pressió de 560 mmHg. Calculeu: a) La fórmula empírica del compost A b) Escriviu la formula molecular c) el nom del compost DADES: Masses atòmiques: H=1;C=12 — R= 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2002 Problema 16.- Un compost està format per C, H, i O; i la seua massa molecular és de 60 g/mol. Quan es cremen 30 g del compost en presència d’un excés d’oxigen, s’obté un número igual de mols de diòxid de carboni i d’aigua. Si sabem que el diòxid de carboni obtingut genera una a) Determineu la fórmula empírica del compost b) Escriviu la formula molecular i el nom del compost DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; O=16 — 1 atm = 760 mmHg — R= 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Juny 2003

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

Desam RG

pressió de 2449 mmHg en un recipient de 10 L a 120ºC de temperatura:

2

PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 17.- L’anàlisi centesimal de cert àcid orgànic dóna el següent resultat: C=40,00%; H=6,66%; i O=53,34%. Per altra banda, 20 g d’aquest ocupen un volum d’11 L a la pressió d’1 atm i temperatura de 400K a) Determineu la fórmula empírica del compost b) Escriviu la formula molecular i el nom del compost c) Anomeneu el compost DADES: Masses atòmiques: H=1;C=12; O=16 — R= 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2003 Problema 18.- L’aigua oxigenada és una dissolució aquosa de peròxid d’hidrogen, H 2O2. Al laboratori es disposa d’una dissolució de H2O2 al 33% en pes la densitat de la qual és 1,017 g mL —1. Calculeu: a) la molaritat de la dissolució b) les fraccions molars de H2O2 i de H2O c) el volum d’aquesta dissolució que ha de prendre’s per preparar 100 mL d’una dissolució la concentració final de la qual siga 0,2 M DADES: Masses atòmiques: H=1; O=16 PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2004 Problema 19.- El carbur de silici o carborund, SiC, és un abrasiu de gran aplicació industrial. S’obté a partir de SiO2 i de carboni segons la reacció: SiO 2 (s) + 3 C (s)  SiC (s) + 2 CO (s) Calculeu: A) La quantitat de SiC (en tones) que s’obtindria a partir d’una tona de SiO 2 de puresa 93% B) La quantitat de carboni (en quilograms) necessària perquè es complete la reacció anterior C) El volum de CO (en m3) mesurat a 20 ºC i 705 mm Hg produït com a conseqüència de la reacció anterior DADES: Masses atòmiques: C=12; O=16; Si=28 — 1 atm = 760 mmHg — R= 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2004 Problema 20.- Un compost orgànic presenta la següent composició centesimal: C=58,8%; H=4,1%; N=11,4%; i O=26% . A més a més, se sap que 1,5 g d’aquest compost en fase gasosa a la pressió de 1 atm i a la temperatura de 500 K ocupa un volum de 500 mL. Determineu: a) la seua fórmula empírica b) la seua fórmula molecular DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; N=14; O=16 — R = 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Juny 2005 Problema 21.- Un cert hidrocarbur gasós té un 81,82% de carboni i la resta és hidrogen. Si sabem que un litre d’aquest gas a 0ºC i 1 atm de pressió té una massa d’1,966 g. Determineu: a) la seua fórmula empírica b) la seua massa molecular c) la fórmula molecular d’aquest compost DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; R = 0,082 atm L mol—1 K—1 Problema 22.- Un compost orgànic conté C, H i O. Per combustió completa de 0,219 g d’aquest s’obtenen 0,535 g de diòxid de carboni i 0,219 g de vapor d’aigua. En estat gasós, 2,43 g d’aquest compost ocupen un volum de 1,09 L a la temperatura de 120°C i a la pressió d’1 atm. Determineu: a) La fórmula empírica del compost. (0,8 punts) b) La seua fórmula molecular (0,6 punts) c) Esmenteu almenys dos compostos compatibles amb la fórmula molecular obtinguda. (0,6 p) DADES: Masses atòmiques: H=1; C=12; O=16 R = 0,082 atm L mol—1 K—1 PAU . Comunitat Valenciana / Juny 2006

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

Desam RG

PAU . Comunitat Valenciana / Setembre 2005

3

PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 23.- El dicromat de potassi reacciona amb l’àcid oxàlic, H2 C2 O4, i amb l’àcid sulfúric per donar hidrogensulfat de potassi, sulfat de crom (III), diòxid de carboni i aigua. a) Escriu i iguala l’equació química corresponent al procés indicat. b) Si 450 mL de dissolució 0,2 M de dicromat de potassi reaccionen amb excés d’àcid oxàlic i àcid sulfúric, quants mols de diòxid ce carboni es formaràn?. c) Quin volum ocuparia el gas que s’ha format, si el procés tingués lloc a condicions normals?. Sol: b) 0,54 mols de CO2; c) 12 L Problema 24.- Un gram d'una mescla de carbonat de sodi i carbonat de potassi es tracta amb un excés d'àcid clorhídric diluït. La solució resultant s'evapora a sequedat i es pesa. El residu obtingut pesa 1,091 g. a) Escriviu les reaccions que tenen lloc. b) Calculeu la composició de la mescla original. Sol: b) 47% carbonat de sodi i 53% de carbonat de potassi. Problema 25.- Quin volum de nitrògen mesurat a 720 mm de Hg i 27 C, combinat amb suficient hidrògen, seria necessari para obtenir 25 g d’amoniac en condicions normals. Problema 26.- Calculeu els mols de diòxid de carboni obtinguts de la combustió de 2 litres d'acetona.(= 0,742 g/cc).b) Calculau també el volum d'aire mesurat en c.n. que es necessita per reaccionar amb l'acetona indicada.(L'aire conté un 21% en volum d'oxigen) Problema 27.- El diòxid de sofre reacciona amb l'oxigen per donar triòxid de sofre. Calculeu a.- Quants mols de diòxid i oxigen han de reaccionar per obtindre 100 litres de triòxid en c.n.? b.- Quants mols de triòxid de sofre s'obtindran al reaccionar 10 mols d'oxigen amb 5 mols de diòxid? c.- Quants mols d'oxigen s'hauran mesclat amb 10 mols de diòxid de sofre si només s'han obtingut 6 mols de triòxid? Quants mols han sobrat de diòxid? d.- Quants grams de triòxid de sofre s'obtindran al reaccionar 32 g de diòxid de sofre i 16 g d'oxigen? Problema 28.-Determineu la fórmula empírica i la fórmula molecular d'un insecticida, que només conté C, H i Cl, a partir de les dades següents: en la combustió de 3 g de substància es van obtenir 2,724 g de dióxid de carboni i 0,5575 g d'aigua; la determinació experimental de la massa molecular va donar el resultat de 289 g·mol-1. Sol: a) CClH ; b) C6Cl6H6 Problema 29.-Escalfant 5 g de carbonat de calci s'obtenen 2 g d'òxid de calci i s'allibera diòxid de carboni. a) Escriviu l'equació de la reacció. b) Calculeu el percentatge en pes de carbonat de calci transformat en òxid de calci. c) Calculeu el volum de CO2 desprès a 298 K i 1,01· 105 Pa. Sol: b) 71,4% ; c) 0,87L Problema 30.-Escalfant 3 g de clorat de potassi en presència de diòxid de manganès (catalitzador) s'obtenen 1,5 g de clorur de potassi i s'allibera oxigen. a) Escriviu l'equació de la reacció. b) Calculeu el percentatge en pes de clorat de potassi transformat en clorur de potassi. c) Calculeu el volum d'oxigen desprès a 298 K i 1,01· 105 pa. Problema 31.-Es vol preparar una solució 2,0·10-3 M de clorur de potassi a partir d'una solució 0,1 M d'aquesta sal. Calculeu els mL que necessiteu de la solució 0,1 M per preparar 250 mL de la solució més diluïda. Sol: 5 mL

Desam RG

Sol: b) 82%; c) 0,733L

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

4

PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 32.-Un gram d'un compost que conté carboni, hidrogen i clor es crema en corrent d'oxigen i n'obtenim 0,888 g de diòxid de carboni i 0,363 g d'aigua. Una altra mostra d'un gram d'aquest compost en estat gasós ocupa un volum de 226,26 cm 3 en condicions normals. a) Deduïu la fórmula empírica i la molecular. b) Indiqueu els possibles isòmers que corresponen a aquesta fórmula molecular. Sol: CClH2 ; C2Cl2H4. Problema 33.-Disposem d'1 litre d'un àcid sulfúric comercial concentrat de 60,0 % en pes que té una densitat d'1,84 g/mL. a) Calculeu la molaritat d'aquest àcid sulfúric. b) Calculeu la fracció molar de l'àcid sulfúric. Sol: a) 11,26 M ; b) 0,21 Problema 34.-El pes atòmic aproximat d'un metall és 135.Una mostra de 0,234 g d'aquest metall s'escalfa en presència d'oxigen fins a pes constant. El pes d'òxid que n'obtenim és de 0,2745g. a) Determineu la fórmula empírica de l'òxid. b) Calculeu el pes atòmic vertader del metall. Sol: a) M2O3; b) 138,66 Problema 35.-Mesclem 2,00 dm3 d'amoníac gas, mesurat a 25oC i 2·104 Pa, amb 3,75 dm3 de clorur d'hidrogen gas, mesurat a 25oC i 2·104 Pa i n'obtenim clorur d'amoni sòlid. Calculeu: a) La massa de sal que n'obtenim b) La pressió en finalitzar la reacció ( suposeu que la temperatura és la mateixa que la inicial i que el volum és la suma dels volums dels dos recipients que contenen els gasos) Sol: a) 0,877 g; b) 0,0577 atm Problema 36.-Un recipient de 25 dm3 conté exclusivament propà i oxigen a 298 K. Les pressions parcials són, respectivament: 1·104 Pa i 1·105 Pa.a) Calculeu la composició de la mescla expressada en percentatge en pes.b) S'inicia la reacció de combustió i, una vegada finalitzada, es refreda a 298 K. Calculeu la pressió total. Sol: a) 12 % propà i 88 % d'oxigen ; b) 0,8 atm Problema 37.- Escalfem una mostra mineral de 2 g que conté carbonat de calci i diòxid de silici fins que n'obtenim una massa constant d'1,34 g. El carbonat de calci es descompon en diòxid de carboni gas i òxid de calci sòlid. Calculeu-ne el percentatge de diòxid de silici. R: 25% de SiO2 Problema 38.- Determineu la fórmula empírica de la quinina, substància de gust amarg que es troba a l'aigua tònica, a partir de les dades següents: cremem una mostra de 0,487 g de quinina i n'obtenim 1,321 g de diòxid de carboni i 0,325 g d'aigua; aquesta mostra també conté 0,0421 g de nitrogen. R: C10 H12 NO Problema 39.- En un dipòsit de 50 litres que conté aire en condicions normals s’introdueixen 0,5 g de propà C3H8, i en fer saltar la xispa es produeix la combustió. Calculeu el percentatge en volum de la mescla gasosa que queda en el dipòsit en terminar la reacció. (Nota:l’aire està format per un 21% d’O2 i un 79% de N2.)

Problema 40.- Un gas A ocupa 4 L a 0ºC i a la pressió de 700 mmHg, un altre gas B ocupa 6 L a 300ºC i a 200 mmHg. Quina és la relació entre el nombre de molècules de A i les de B ? Sol: 5,75

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

Desam RG

Sol: 18,7% de O2, 1,5% de CO2 y 79,8% de N2

5

PROBLEMES D’ESTEQUIOMETRIA REFORÇ-T0. Problema 41.- Calculeu la puresa del sulfat amònic tal que si tractem 13,162 g amb excés de sosa càustica es desprenen 3,77 L d’amoníac mesurats a 18ºC i 742 mm Hg. Sol: 77,3% Problema 42.- Calculeu els litres d’àcid clorhídric 2,5 M necessaris per a obtenir 40 L de diòxid de carboni mesurats a 25ºC i 760 mmHg, a partir de carbonat càlcic segons la reacció: 2HCl+CaCO3CO2+CaCl2+H2O. Sol 1,308 L Problema 43.- Es cremen 2 L de propà, C3H8, mesurats a 12ºC i 740 mmHg. Calculeu el volum d’oxigen necessari per a la combustió completa mesurat a 23ºC i 750mmHg. Sol: 10,27 L Problema 44.- 10 cc d’un gas CxHy es cremen exactament amb 115 cc d’oxigen. Una vegada eliminada l’aigua dels gasos resultants de la combustió total del gas, el volum es redueix a 80 cc. Calculeu la fórmula molecular de l’hidrocarbur. Sol: C8H18 Problema 45.- Considerant que la composició centesimal en massa de l’aire és: 75,46% de N2, 23,19% de O2, 1,30% de Ar i 0,05% de CO2, Calculeu: a) la composició de ‘aire en volum. b) la seua densitat en condicions normal. c) la seua massa molecular aparent. d) la pressió parcial de cadascun dels components per a una pressió total de 760 mmHg. Sol: a) 78% N2, 20,99% de O2, 0,94% de Ar, 0,03% de CO2. b) 1,2923 g/l. c) 28,9677 g d) 593,03 mmHg de N2, 159,52 mmHg el O2, 7,14 mmHg el Ar, i 0,23 mmHg el CO2 Problema 46.- La combustió d’età produeix diòxid de carboni i aigua. Es col·loquen, en un recipient de 5 L, un litre d’età, mesurat a 25ºC i 745 torr, i 6g d’oxigen gasós. La combustió s’inicia per una xispa elèctrica. Quina serà la pressió a l’interior del recipient una vegada es refreda a 150ºC? Sol: 1,7 atm Problema 47.- Una mostra granulada d’un aliatge per a avions (Al, Mg i Cu) que pesa 8,72 g es va tractar inicialment amb un alcalí per a dissoldre l’alumini i després amb HCl molt diluït per a dissoldre el magnesi deixant un residu de coure. El residu després calfar-lo amg l’alcalí va pesar 2,10 g i el residu insoluble en l’àcid a partir de l’anterior va pesar 0,69 g. Determineu la composició de l’aliatge. Sol: 6,62g Al, 1,41 g Mg, i 0,69 Cu

Problema 50.- Es tracten 6 g d’alumini en pols amb 50 mL de dissolució 0,6M d’àcid sulfúric. Suposant que el procés que té lloc és: Al (s) + H2SO4 (aq)  H2 (g) + Al2(SO4)3 (aq) Determineu, després d’ajustar l’equació química, (a) el volum d’hidrogen que s’obtindrà en la reacció, recollit a 20ºC i 745mmHg (la Pvap [H2O] a 20ºC és 17,5 mmHg) (b) la quantitat de Al2(SO4)3·H2O que s’obtindrà per evaporació de la dissolució resultant

IES SIVERA FONT- FÍSICA I QUÍMICA

Desam RG

Problema 49.- Es disposa una mostra de 15 g de un mineral que conté un 78% de sulfur de plom. Es tracta amb àcid sulfúric del 98% de riquesa i 1,836 g/cc de densitat. En la reacció es produeix que es recull sobre aigua, obtenint-se 1 L d’àcid sulfhídric de densitat 1,025 g/mL. Calculeu: a) El volum d’àcid sulfúric utilitzat b) Molaritat i molalitat de la dissolució d’àcid sulfhídric resultant Sol: a)2,27mL; b) 0,049M;0,048m.

6