Transcript
Universidad Técnica Federico Santa María Departamento de Química Casa Central y Campus San Joaquín Química y Sociedad QUI - 010 Certamen 2 (31 de Octubre 2012) Forma A Nombre:............................................................................Rol USM............................................. Profesor:...........................................................................Paralelo............................................. 1. La reacción UO2(s) + 4HF(g) UF4(g) + 2H2O(g) tiene una constante de equilibrio de 1,4 M-1 a 120 [oC]. Se introducen 1,0 [mol] de cada una de las especies químicas (UO2, HF, UF4 y H2O) en un frasco de 3,0 [L] y se lleva la temperatura a 120 [oC]. Se puede afirmar correctamente que: a. El valor de la K para esta reacción disminuirá a 1,0 b. Debido a la reacción que se produce, el número total de moléculas gaseosas aumenta c. La concentración de UO2 permanece igual a la de UF4 d. El número total de moles permanece constante e. Las concentraciones de los cuatro compuestos cambian en la medida que se desarrolla una reacción 2. Para la reacción 2 H2(g) + O2(g) 2H2O(g) se puede afirmar que: i. En equilibrio la concentración de agua es siempre el doble que la concentración de hidrógeno ii. La constante de equilibrio es siempre menor que uno pues hay más moléculas de reactivos que de productos. iii. Si se inicia la reacción con concentraciones iguales de hidrógeno y oxígeno, en el equilibrio habrá el doble de oxígeno que de hidrógeno. Son correctas: a. b. c. d. e.
Todas Ninguna Sólo i. y iii. Sólo i. y ii. Sólo iii.
3. Se añade cadmio metálico a 0,350 [L] de una solución acuosa con una concentración de Cr+3 de 1,00 M, observándose que al establecerse el equilibrio la concentración de Cr+2 es 0,514 M. Se afirma que para la reacción: Cd(s) + Cr+3(ac) Cr+2(ac) + Cd+ (ac) (i) La constante de equilibrio de la reacción es 0,544 (ii) La concentración de Cr+3 en el equilibrio también es 0,514 M (iii) Los datos entregados son suficientes para determinar la masa mínima de cadmio necesaria para alcanzar el equilibrio, conocido su peso atómico
Son correctas: a. (i) y (iii) b. (i) y (ii) c. Solo (iii) d. (i), (ii) y (iii) e. Ninguna 4. La aspirina, C9H8O4, se descompone a temperatura ambiente reaccionando con agua presente en la atmósfera para producir ácido acético, C2H4O2, y ácido 2-hydroxybenzoico, C7H6O3, (precisamente esta reacción explica la causa de que frascos viejos con aspirinas suelen oler a vinagre): C9H8O4 + H2O C2H4O2 + C7H6O3 Considere los siguientes datos medidos a temperatura ambiente de 20 [oC], de concentraciones iniciales y velocidades iniciales para esta reacción: [Aspirina], [H2O], M M
Velocidad inicial, M s-1
0,0100
0,0200
2,4 . 10-13
0,0100
0,0800
9,6 . 10-13
0,0300
0,0200
7,2 . 10-13
0,0200
0,0300
7,2 . 10-13
Determine cual de las siguientes alternativas representa correctamente la ley de velocidades para esta reacción: a. b. c. d. e.
Velocidad Velocidad Velocidad Velocidad Velocidad
= k[aspirina] = k[aspirina][H2O] = k[H2O] = k[aspirina]2[H2O] = k[aspirina]2[H2O]2
5. Para la siguiente reacción: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Datos de energías de enlace (en [KJ/mol]): N≡N: 942 ; H-H: 432 ; N-H: 386 Se afirma que: (i) El consumo de 56 [g] de N2 libera 156 [KJ] (ii) La generación de 20 [mol] de NH3 libera 78 [KJ] (iii) Un aumento en la temperatura de reacción, desfavorece la producción de NH3 Son correctas:
a. b. c. d. e.
Sólo (i) (i), (ii) (ii), (iii) (i), (iii) Todas
6. En un recipiente cerrado se estudia la siguiente reacción: ZrI4(s) Zr(s) + 2I2(g) que a 740 [oC] tiene un valor de la constante de equilibrio igual a 0,14 M2. En un experimento a 740 [oC] se parte de 1,12 [mol] de ZrI4 y se determina que al establecerse el equilibrio los compuestos gaseosos ocupan exactamente 1,80 [L]. Se afirma que en ese estado el porcentaje remanente de [mol] de ZrI4 en el recipiente es: a. b. c. d. e.
0% 15% 30% 45% 70%
7. Para la siguiente reacción: A(g) + 3B(g) 2C(g) E = - 280 [Kcal] desarrollada a 120 [oC] se afirma que: (I) La cinética de la reacción está dada por la expresión v = k[A][B]3 y la cinética de la reacción está dada por la expresión v = k[C]2 donde k y k son las correspondientes constantes de velocidad en cada sentido (II) Si se disminuye la temperatura a 100 [oC], el valor de la constante de equilibrio K aumenta y el valor de ambas constantes de velocidad disminuye. (III) Al agregar un catalizador, manteniendo constante la temperatura, el valor de ambas constantes de velocidad aumenta pero el valor de K permanece constante. (IV) La expresión de la constante de equilibrio es K = [C]e2/[A]e[B]e3 Son correctas las alternativas: a. b. c. d. e.
(I), (II) (II), (III) (II), (IV) (I), (III), (IV) (II), (III), (IV)
8. En un recipiente de 2 [L] mantenido a 30 [°C], se introducen 0,6 [mol] de una sustancia gaseosa A. Una vez alcanzado el equilibrio quedan 0,2 [mol] de A. Por lo tanto el valor de la constante de equilibrio K para la siguiente reacción a 30 [°C] es: A(g) 2B(g) + C(g). a. b.
0,16 0,32
c. d. e.
1,28 0,64 1,56
9. La molécula desoxiadenosina (ver figura) es un nucleósido. Si se disuelve este compuesto en agua, el número de puentes de hidrógeno que puede formar es: (Nota: considerar que en figura no se incluyen pares de electrones no enlazantes)
a. b. c.
d. e.
8 10 12 15
24
elemento electronegatividad radio atómico [oA]
H 2,1 0,37
C 2,5 0,77
O 3,5 0,73
N 3,0 0,75
10. Indique cual de las siguientes aseveraciones es falsa: a. el enlace por hidrógeno es un enlace que se produce entre moléculas. b. la capacidad que tiene el agua de disolver compuestos iónicos se debe a la posibilidad de formar enlaces por hidrógeno. c. el enlace por hidrógeno es una atracción entre dos moléculas polares. d. mientras mayor sea el número y la fuerza de los enlaces por hidrógeno que están presentes en un líquido mayor será su temperatura de ebullición. e. el agua es una molécula polar mientras que el dióxido de carbono no lo es. 11. El compuesto etanol, de fórmula molecular C2H6O tiene un peso molecular de 46. A pat = 1,0 [at] su temperatura de fusión es -114 [oC] y su calor de fusión es 25 [cal/g]. A pat = 1,0 [at] su temperatura de ebullición es 78 [oC] y su calor de vaporización es 200,6 [cal/g]. Considere que el sólido, líquido y el gas tienen calores específicos aproximados de 0,23 [cal/goC], 0,58 [cal/goC] y 0,43 [cal/goC] respectivamente. En un recipiente con aislación térmica mantenido a presión atmosférica de 1,0 [at] se mezclan 300 [g] de C2H6O a -164,0 [oC], con 300 [g] de C2H6O a 100,0 [oC]. Por lo tanto, el estado final corresponde a: a. 600 [g] de gas a 98 [oC] b. 600 [g] de sólido a -124 [oC] c. 600 [g] de liquido a 48 [oC] Forma A
d. Una mezcla a 78 [oC] consistente en 507 [g] de liquido y 93 [g] de gas e. Una mezcla a 78 [oC] consistente en 423 [g] de liquido y 177 [g] de gas 12. 20,0 [g] de aluminio a 0,0 [oC] se introducen en un frasco con agua aislado. La temperatura del agua baja de 90,0 a 75,0 [oC]. Se pregunta qué cantidad de calor absorbió el trozo de aluminio. Dato: calor específico del aluminio 0,902 [J/g.oC] a. b. c. d. e.
1353 [J] 271 [J] 1624 [J] El aluminio no absorbió calor Ninguna de las anteriores
13. El calor de combustión del propano es de 2200 [KJ/mol]. La masa de propano (C3H8 PM=44) necesaria para calentar 50,00 [L] de agua desde 25 [ºC] hasta 80 [ºC] es: Datos: densidad agua es 1,0 [Kg/L]; calor específico de agua líquida es 4,18 [J/g.oC] a. b. c. d. e.
5,225 [g] 5,225 [Kg] 3,445 [Kg] 9,569 [Kg] 229,9 [g]
14. Indique cuál de las siguientes aseveraciones es falsa: a. Al disolverse 1 [mol] del compuesto carbonato de sodio (Na2CO3) en agua se generan 3 [mol] de iones b. El azúcar (C12H22O11) se disuelve en agua disociando en C12O11-22 + 22 H+ c. Una solución de cloruro de sodio es mejor conductora de la corriente que una solución de NH3 en agua. d. En la molécula Na2CO3 hay enlaces iónicos y covalentes e. Un compuesto covalente polar se disuelve en agua sin experimentar disociación 15. En la reacción: 2NH3(g) + 3CuO(s) 3Cu(s) + N2(g)+ 3H2O(g) ; E = 1036 [KJ]
Establezca cuál de los siguientes cambios desplazará el equilibrio hacia la izquierda a. Disminuir el volumen del recipiente a temperatura constante b. Extraer selectivamente parte del CuO c. Aumentar la temperatura manteniendo el volumen constante. d. Agregar Cu e. Colocar un catalizador adecuado
que la concentración de A es 0,3580 M. Se afirma que: (i) En ese momento la velocidad de aparición de C es 3,52·10-5 M·s-1 (ii) Si se supone que la velocidad se mantiene constante, transcurrirían 455 [s] para que la concentración de A disminuyese de 0,3580 M a 0,3500 M (iii) Con los datos entregados es posible determinar el valor de la constante de velocidad. Son correctas: a. b. c. d. e.
Solo (i) Solo (ii) (i) y (ii) (i), (ii) y (iii) Ninguna
17. La reacción CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) tiene una constante de equilibrio K= 0,5 M a una temperatura T. Analice en cual de las siguientes situaciones es posible alcanzar el equilibrio si en un reactor inicialmente vacío de 1 [L] de capacidad mantenido a la temperatura T se adiciona: a. 0,1 [mol] de CaO con 0,1 [mol] de CO2 b. 1 [mol] de CaCO3 con 1 [mol] de CO2 c. 1 [mol] de CO2 con 0,2 [mol] de CaO d. 0,4 [mol] de CaCO3 e. 0,6 [mol] de CaCO3 18. Establezca cual de las siguientes afirmaciones es falsa: a. Cuando HF(g) se enfría para formar un líquido, se establecen enlaces por hidrógeno en el líquido. b. Para que se produzca el enlace por hidrógeno, al menos en una de las moléculas que interactúa debe estar presente el enlace covalente polar entre el oxígeno y el hidrógeno. c. El enlace por hidrógeno que se produce en el líquido agua es más débil que el enlace covalente entre el oxígeno y el hidrógeno dentro de la molécula de agua. d. A medida que se produce el cambio de fase líquido-sólido-gas en un compuesto que presenta enlaces por hidrógeno, el número de estos va disminuyendo. e. En el líquido agua, cada molécula de agua puede formar cuatro enlaces por hidrógeno con otras moléculas. 19. Al agregar un catalizador a un sistema que
se encuentra en equilibrio químico, es correcto que:
16. La reacción A + 2B 2C tiene una velocidad de 1,76·10-5 M·s-1 en el momento en Forma A
(I) aumenta la velocidad de la reacción directa (II) se reduce la velocidad de la reacción inversa (III) el ∆E de la reacción disminuye (IV) aumenta la concentración de producto a. b. c. d. e.
Solo (I) (I) y (II) (III) y (IV) Ninguna Todas
20. Se estudia la siguiente reacción a 60 [oC]: 2NaN3(s) 2Na(s) + 3N2(g) K = 0,343 M3 Experimento 1: en un recipiente cerrado se parte de 1,00 [mol] de NaN3. Se determina que al establecerse el equilibrio el gas ocupa exactamente 1,0 [L]. Experimento 2: en otro recipiente cerrado se parte de 1,00 [mol] de NaN3 y 1,00 [mol] de Na. Se determina que al establecerse el equilibrio el gas ocupa exactamente 2,0 [L]. Experimento 3: en un tercer recipiente cerrado se parte de 1,00 [mol] de NaN3, 1,00 [mol] de Na y 1,00 [mol] de N2. Se determina que al establecerse el equilibrio el gas ocupa exactamente 0,50 [L]. Se establece que el número de [mol] de NaN3 en el equilibrio alcanzado en cada uno de los tres experimentos es:
a. b. c. d. e.
Elemento H Ca Na C N O Cr Cl I Mg Br Cd
Experimento 1
Experimento 2
Experimento 3
0,23 0,53 0,00 0,23 1,00
0,94 0,07 0,47 0,47 1,00
0,68 1,43 1,00 1,43 1,00
DATOS Peso Atómico 1,0 40,1 23,0 12,0 14,0 16,0 52,0 35,45 126,9 24,3 79,9 112,4
Z 1 20 11 6 7 8 24 17 53 12 35 48
Grupo 1A 2A 1A 4A 5A 6A 6B 7A 7A 2A 7A 2B
Forma A/ Ce2 QUI 010/Casa Central y Campus San Joaquín AAR/CM/FP/AMC/MAO/ 31 de Octubre 2012/mao
UNIVERDIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA Casa Central y Campus San Joaquín Química y Sociedad Certamen 2 (31 de Octubre 2012)
QUI - 010
Resumen de respuestas Forma A
NOMBRE Y APELLIDO (LETRA IMPRENTA)................................................................................
Rol USM....................................... Profesor............................................................................... Paralelo…………………….
Alternativa Pregunta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
a
b X X
c
d
e
X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Atención: 1. Sólo tendrán derecho a recorrección las respuestas marcadas en esta hoja con lápiz pasta 2. En caso de dar más de una respuesta a una pregunta ésta se considerará automáticamente mala
Nota Certamen = ( n1 ) · 5 Donde: n1 = Nº de preguntas buenas