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Química General I - Universidad Nacional del Callao, Ejercicios de Estequiometría

Una serie de problemas y ejercicios de química general i, correspondientes al semestre académico 2023-b de la facultad de ingeniería química de la universidad nacional del callao. Los temas abordados incluyen reacciones químicas, estequiometría, análisis volumétrico, termodinámica, cinética química y equilibrio químico. Los problemas requieren que los estudiantes apliquen conceptos fundamentales de química, como balanceo de ecuaciones, cálculos de rendimiento, determinación de composición y presiones parciales, entre otros. Este material podría ser útil para estudiantes universitarios de carreras relacionadas con la química, como ingeniería química, química, bioquímica, entre otras, que buscan reforzar sus conocimientos y habilidades en la resolución de problemas de química general.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 17/05/2024

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
QUÍMICA GENERAL I G.H. 01Q y 03Q
SEMESTRE ACADÉMICO 2023-B
1. 50 gramos de zinc fueron tratados con ácido clorhídrico y el hidrógeno producido se recogió, desecó y se le
hizo reaccionar con 10,14 litros de nitrógeno a C.N. Sí se obtuvo 10,3 L de amoniaco a C.N.
¿Cuál fue la eficiencia de la reacción?
¿Qué volumen de ácido clorhídrico de 32% de pureza y 1,13 g/cm3 se utilizaron?
2. Se tratan 0,214 g de una muestra de aleación de aluminio y zinc con ácido sulfúrico y se desprenden 162 mL de
hidrógeno, los cuales se recogen sobreagua a 20 °C y 729,5 mmHg de presión. Calcular la composición de la
aleación. PV = 17,5 mm Hg a 20 °C. Resp. Al = 35,33%, Zn = 64,67%
3. En un matraz, se hace reaccionar nitrato cobalto (II) con peróxido de hidrógeno utilizando solución de
hidróxido de sodio como medio y se obtiene como productos: hidróxido cobalto (III), oxígeno, agua y nitrato
de sodio. La reacción solo tiene un rendimiento del 75%.
a) Escriba la ecuación de reacción y balancéela por el método de ion-electrón.
b) El gas producido en la reacción, es recogido sobre agua a una presión de 758 mmHg y 14°C,
desplazando un volumen de agua de 340 mL, la P v a dicha temperatura es de 12 mmHg. Determine las mol-
lb de nitrato cobalto (II) requeridas para la reacción.
c) Determine el peso equivalente de cada reactante.
4. Sesenta litros de una mezcla de gases a 15°C y 720 mmHg, que contiene dióxido de carbono, se pasan a través
de una disolución de hidróxido de bario, formándose 35,52 g de carbonato de bario ¿Qué porcentaje en volumen
de dióxido de carbono contiene la mezcla? Resp. 7,48%
5. Se produce C3H3N por reacción de C3H6, amoniaco y Oxígeno, produciendo además vapor de agua. La
alimentación contiene 291,2 L de C3H6, 246,4 L de amoniaco y 1947,2 L de aire a 30°C y 1.5 atmósferas de
presión.
a. Escriba la ecuación química balanceada
b. ¿Cuál es el reactivo limitante?
c. Calcular los mol-kg de C3H3N producidos para una conversión del 25% de reactivo limitante.
d. Calcular la composición molar de los gases al finalizar la reacción.
e. Calcular la presión parcial de cada gas en la mezcla de gases al finalizar la reacción.
6. El cloruro de amonio se disocia por calcinación en cloruro de hidrógeno y amoniaco.
a. ¿Qué volumen de gases se obtendrán al calcinar 42,6 g de NH4 Cl a 500 ºC y 718 mm Hg de presión?
b. ¿Qué presión ejerce cada gas en la mezcla?
c. ¿Cuál es la composición molar de los gases finales?
d ¿Cuál es la composición en masa de los gases finales?
7. Una mezcla de dos sólidos blancos: KClO3 y KCl, pesa 60 g. Por calefacción prolongada y con uso de dióxido de
manganeso como catalizador, se liberan 8 L de oxígeno, que se recogen sobre agua a 770 mmHg y 14 °C.
Calcular el porcentaje de KCl en la mezcla original. Pv = 12 mmHg
8. Una vasija de 2 litros contiene 3,6 g de aire a 27°C. Si la composición de aire en peso es de 77% de nitrógeno y
23 % de oxígeno, calcular las presiones parciales ejercidas por el nitrógeno y el oxígeno.
9. a) ¿Cuál será la relación de difusión gaseosa entre el nitrógeno y el metano sí ambos se difunden por un mismo
medio poroso?
b) Sí ambos gases se liberan al mismo tiempo en los extremos de un tubo cilíndrico de 2 cm de área transversal y
1 m de longitud. ¿A qué distancia de uno de los extremos se encontrarán?
10. Una corriente de cloro gaseoso que proviene de la acción del ácido clorhídrico en exceso sobre 10 g de
dióxido de manganeso, se hace burbujear dentro de una solución de hidróxido de sodio que contiene 30 g de
solución de Hidróxido de sodio al 40% de pureza.
a. Escriba y balancee las reacciones involucradas, si se sabe que en la primera, además de obtener cloro
gaseoso, se obtiene agua y manganeso +2 bajo la forma de cloruro y en la segunda, se obtiene Hipoclorito de
sodio, Cloruro de sodio y agua. (2 ptos.)
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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA QUÍMICA GENERAL I G.H. 01Q y 03Q SEMESTRE ACADÉMICO 2023-B

  1. 50 gramos de zinc fueron tratados con ácido clorhídrico y el hidrógeno producido se recogió, desecó y se le hizo reaccionar con 10,14 litros de nitrógeno a C.N. Sí se obtuvo 10,3 L de amoniaco a C.N. ¿Cuál fue la eficiencia de la reacción? ¿Qué volumen de ácido clorhídrico de 32% de pureza y 1,13 g/cm3 se utilizaron?
  2. Se tratan 0,214 g de una muestra de aleación de aluminio y zinc con ácido sulfúrico y se desprenden 162 mL de hidrógeno, los cuales se recogen sobreagua a 20 °C y 729,5 mmHg de presión. Calcular la composición de la aleación. PV = 17,5 mm Hg a 20 °C. Resp. Al = 35,33%, Zn = 64,67%
  3. En un matraz, se hace reaccionar nitrato cobalto (II) con peróxido de hidrógeno utilizando solución de hidróxido de sodio como medio y se obtiene como productos: hidróxido cobalto (III), oxígeno, agua y nitrato de sodio. La reacción solo tiene un rendimiento del 75%. a) Escriba la ecuación de reacción y balancéela por el método de ion-electrón. b) El gas producido en la reacción, es recogido sobre agua a una presión de 758 mmHg y 14°C, desplazando un volumen de agua de 340 mL, la Pv a dicha temperatura es de 12 mmHg. Determine las mol- lb de nitrato cobalto (II) requeridas para la reacción. c) Determine el peso equivalente de cada reactante.
  4. Sesenta litros de una mezcla de gases a 15°C y 720 mmHg, que contiene dióxido de carbono, se pasan a través de una disolución de hidróxido de bario, formándose 35,52 g de carbonato de bario ¿Qué porcentaje en volumen de dióxido de carbono contiene la mezcla? Resp. 7,48%
  5. Se produce C 3 H 3 N por reacción de C 3 H 6 , amoniaco y Oxígeno, produciendo además vapor de agua. La alimentación contiene 291,2 L de C 3 H 6 , 246,4 L de amoniaco y 1947,2 L de aire a 30°C y 1.5 atmósferas de presión. a. Escriba la ecuación química balanceada b. ¿Cuál es el reactivo limitante? c. Calcular los mol-kg de C 3 H 3 N producidos para una conversión del 25% de reactivo limitante. d. Calcular la composición molar de los gases al finalizar la reacción. e. Calcular la presión parcial de cada gas en la mezcla de gases al finalizar la reacción.
  6. El cloruro de amonio se disocia por calcinación en cloruro de hidrógeno y amoniaco. a. ¿Qué volumen de gases se obtendrán al calcinar 42,6 g de NH4 Cl a 500 ºC y 718 mm Hg de presión? b. ¿Qué presión ejerce cada gas en la mezcla? c. ¿Cuál es la composición molar de los gases finales? d ¿Cuál es la composición en masa de los gases finales?
  7. Una mezcla de dos sólidos blancos: KClO 3 y KCl, pesa 60 g. Por calefacción prolongada y con uso de dióxido de manganeso como catalizador, se liberan 8 L de oxígeno, que se recogen sobre agua a 770 mmHg y 14 °C. Calcular el porcentaje de KCl en la mezcla original. Pv = 12 mmHg
  8. Una vasija de 2 litros contiene 3,6 g de aire a 27°C. Si la composición de aire en peso es de 77% de nitrógeno y 23 % de oxígeno, calcular las presiones parciales ejercidas por el nitrógeno y el oxígeno.
  9. a) ¿Cuál será la relación de difusión gaseosa entre el nitrógeno y el metano sí ambos se difunden por un mismo medio poroso? b) Sí ambos gases se liberan al mismo tiempo en los extremos de un tubo cilíndrico de 2 cm de área transversal y 1 m de longitud. ¿A qué distancia de uno de los extremos se encontrarán?
  10. Una corriente de cloro gaseoso que proviene de la acción del ácido clorhídrico en exceso sobre 10 g de dióxido de manganeso, se hace burbujear dentro de una solución de hidróxido de sodio que contiene 30 g de solución de Hidróxido de sodio al 40% de pureza. a. Escriba y balancee las reacciones involucradas, si se sabe que en la primera, además de obtener cloro gaseoso, se obtiene agua y manganeso +2 bajo la forma de cloruro y en la segunda, se obtiene Hipoclorito de sodio, Cloruro de sodio y agua. (2 ptos.)

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA QUÍMICA GENERAL I G.H. 01Q y 03Q SEMESTRE ACADÉMICO 2023-B b. Determine la máxima cantidad en gramos de hipoclorito de sodio que podría rendir el segundo proceso si la conversión de reactantes es del 78% (2 ptos)

  1. Determinar la fórmula empírica de un compuesto orgánico que contiene C, H, N y O, con los siguientes datos: Al oxidar 3,03 g del compuesto se forman 2,22 g de CO2 y 1 8181 g de agua. Una masa de 0,507 g del compuesto libera 205,2 cm3 de nitrógeno medidos sobre agua a 17 °C y 758 mmHg. PV = 14,5 mm Hg a 17 °C Resp. CONH.
  2. Se quema un gas teórico de un gasógeno (34,7% de CO, 65,3% de N2) a 18°C., con 25% de exceso de aire, calentándose previamente este último a 260°C. Calcule la composición molar de los gases productos de la combustión. Resp. 18,66% CO2 , 2,42% O2 , 78,92% N. 13.- En la siguiente reacción: 2 CH 4 (g) + 3 O 2 (g) + 2 NH 3 (g) 2 HCN (g) + 6 H 2 O (g), ¿Cuántos litros de metano, oxígeno y amoniaco, se requerirán, así como cuantos litros de agua se formarán, cuando se produce 25 litros de HCN?. Asuma que todos los volúmenes de los gases se midieron a las mismas condiciones de presión y temperatura.
  3. ¿Qué masa en gramos de pirolusita que contiene 80% de pureza en peso de dióxido de manganeso, serán necesarios para producir los 5 m^3 de cloro a C.N. por ataque con suficiente disolución concentrada de ácido clorhídrico de 32% de pureza y 1,15 g/cm^3 de densidad? 15.- El yodo reacciona con ácido nítrico diluido produciendo dióxido de nitrógeno y ácido yódico. a. Ajustar la ecuación por el método del ión electrón. b. Determinar el equivalente gramo redox del agente oxidante y del agente reductor c. Calcular los gramos necesarios de yodo y de ácido nítrico para obtener 2 litros de dióxido de nitrógeno recogidos sobre agua a 20 °C y 750 mmHg. Pv = 17,54 mmHg. d. ¿Cuántos equivalentes de yodo reaccionaron? 16.- Para la prueba de dosaje etílico se utiliza dicromato de potasio como reactivo de indicación de presencia de alcohol etílico. El procedimiento se inicia cuando el sospechoso sopla a través de un tubo dejando su aliento en el analizador que contiene una solución de dicromato de potasio con nitrato de plata como catalizador y ácido sulfúrico como medio. Todo el alcohol presente se disuelve y oxida pasando a ácido acético, la cantidad de dicromato consumido depende de la cantidad de alcohol produciéndose un cambio de coloración desde anaranjado hasta verde. Escribir la reacción molecular balanceada. a. Determinar el peso equivalente del agente oxidante y del agente reductor. b. Qué cantidad de dicromato será cuantitativamente suficiente para oxidar todo el alcohol en el límite de la toxicidad para conductores (averigüe cuál es el límite permisible para el Perú
  4. Por combustión de propano con suficiente cantidad de oxígeno se obtienen 300 L de CO 2 medidos a 97,248 Pa y 285 K. Calcular: a. Número de moles de todas las sustancias que intervienen en la reacción. b. Número de moléculas de agua obtenidas. c. Masa de propano que ha reaccionado. d. Volumen de oxígeno necesario, medido a 1,2 Atm y 42 °C. e. Volumen de aire necesario, en condiciones normales, suponiendo que la composición volumétrica del aire es 20% de oxígeno y 80% de nitrógeno. Resp. a) nCO2 = 12,3 nC3H8 = 4,1 nO2 = 20,5 nH2O = 16, b) 9,87 x 10 24 moléculas c) 180,4 g d) 441,2 L e) 2 296 L

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA QUÍMICA GENERAL I G.H. 01Q y 03Q SEMESTRE ACADÉMICO 2023-B

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